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TREBAJO FINAL DE GRADO TÍTULO: DISEÑO DE PRÓTESIS CANINA DE EXTREMIDAD TRASERA AUTOR: FRÍAS ZÚÑIGA, GERALD NICOLÁS FECHA DE PRESENTACIÓN: Junio, 2020

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TREBAJO FINAL DE GRADO

TIacuteTULO

DISENtildeO DE PROacuteTESIS CANINA DE EXTREMIDAD TRASERA

AUTOR FRIacuteAS ZUacuteNtildeIGA GERALD NICOLAacuteS

FECHA DE PRESENTACIOacuteN Junio 2020

APELLIDO FRIacuteAS ZUacuteNtildeIGA NOMBRE GERALD NICOLAacuteS TITULACIOacuteN GRADO DE INGENIERIA EN DIESNtildeO INDUSTRIAL Y

DESARROLLO DEL PRODUCTO PLAN 2020 DIRECTOR ALIAU PONS JOAN JOSEP DEPARTAMENTO EXPRESIOacuteN GRAacuteFICA EN LA INGENIERIA

CALIFICACIOacuteN DEL TFG

FECHA DE LECTURA 13 de Julio de 2019

Siacute X No

Este Proyecto tiene en cuenta aspectos medioambientales

TRIBUNAL

PRESIDENTE SECRETARIA VOCAL

TREJO OMENtildeACA ALEXANDRE

TORRAS SENDRA

MARIA ALBA

FORTUNY SANROMA

AGUSTIN

RESUMEN

Este Trabajo de Fin de Grado tiene como propoacutesito disentildear una proacutetesis para perro que sea capaz de sustituir la extremidad trasera y que se pueda fabricar con una impresora 3D En la actualidad el mercado de proacutetesis para perro estaacute muy limitada y con precios muy elevados sin comentar que nadie utiliza impresioacuten 3D Esto se debe a que no hace mucho cuando un perro perdiacutea su extremidad normalmente se sacrificaba o se le dejaba con tres patas pero poco a poco se estaacute dando visibilidad y una nueva salida a este problema En este proyecto se haraacute un estudio detallado del mercado para saber doacutende posicionar el producto Despueacutes se haraacute un briefing para poner las bases de la proacutetesis y despueacutes se desarrollaraacute haciendo el disentildeo 3D con todas las justificaciones de formas materiales y caacutelculos Una vez terminado se haraacuten unos presupuestos donde se explicaraacuten todos los costes y cuanto valdriacutea la proacutetesis en el mercado Debido a la pandemia del COVID-19 algunos apartados del trabajo no se han podido realizar como se imaginaba pero se ha intentado hacer lo mejor posible con las herramientas de las que se disponiacutea

Palabras clave (maacuteximo 10)

Proacutetesis Canina Perro Disentildeo

Impresioacuten 3D Amputacioacuten Extremidad trasera

RESUM

Aquest Treball de Fi de Grau teacute com a propogravesit dissenyar una progravetesi per a gos que sigui capaccedil de substituir lrsquoextremitat darrera i que es pugui fabricar amb una impressora 3D Actualment el mercat de progravetesi per a gos estagrave molt limitat i amb preus molt elevats sense comentar que ninguacute utilitza la impressioacute 3D Aixograve es deu al fet que no fa molt quan un gos perdia la seva extremitat normalment se sacrificava o se li deixava amb tres potes perograve a poc a poc srsquoestagrave donant visibilitat i una nova sortida a aquest problema En aquest projecte es faragrave un estudi detallat del mercat per saber on posicionar el producte Despreacutes es faragrave un briefing per posar les bases de la progravetesi i despreacutes es desenvoluparagrave fent el disseny 3D amb totes les justificacions de formes materials i cagravelculs Un cop acabat es faran els pressupostos on srsquoexplicaran tots els costos i quant valdria la progravetesi al mercat A causa de la pandegravemia de la COVID-19 alguns apartats del treball no srsquohan pogut realitzar com srsquoimaginava perograve srsquoha intentat fer el millor possible amb les eines que disposagravevem

Paraules clau (10 magravexim)

Progravetesi Caniacute Gos Disseny

Impressioacute 3D Amputacioacute Extremitat darrera

ABSTRACT

The purpose of this End of Degree Project is to design a dog prosthesis that is capable of replacing the hind limb and that can be manufactured with a 3D printer Currently the dog prosthesis market is very limited and has very high prices not only that but also nobody uses 3D printing This is due to not long ago when a dog lost its limb it was usually sacrificed or left with three legs but little by little visibility and a new way out of this problem is being given In this project a detailed study of the market will be made to know where to position the product Then a briefing will be made to put the bases of the prosthesis and right after the 3D design will be created with all the justifications of forms materials and calculations Once it is finished we will make a budget where we will explain the costs and how much the prosthesis would be worth in the market Due to the COVID-19 pandemic there are some sections of the work that could not be done as desired but we have tried to do the best with the tools that were available

Keywords (10 maximum)

Prosthesis Canine Dog Design

3D impression Amputation Lower limb

SUMARIO

INTRODUCCIOacuteN 8

11 OBJETIVOS 9

2 ESTADO DEL ARTE 10

21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS 10

211 ANTIGUO EGIPTO 10

212 IMPERIO ROMANO 10

213 ALTA EDAD MEDIA 11

214 ANtildeO 1500 11

215 SIGLO XVII Y XIX 12

216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO 12

22 ATENTADO DE BOSTON 13

23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES 14

24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE 15

3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA 16

31 MAPA IDEAS 16

311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA LA PROacuteTESIS 16

312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO 18

313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS 18

32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA 19

33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA 20

4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS 21

41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES EN PERROS 21

42 ANATOMIA CANINA 22

421 BIOMECAacuteNICA CANINA 23

422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS 27

43 PROacuteTESIS 28

431 EXOPROacuteTESIS 29

432 ENDOPROacuteTESIS 29

433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS 29

434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS 30

44 ESTUDIO DE MERCADO 30

441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS 30

442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA CANINA 31

443 BETA IMPLANTS 31

444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA 32

445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS 32

446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34

447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 35

45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS 36

5 BRIEFING 39

511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD 39

512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO 41

513 CUADRO FUNCIONAL 43

514 PRECEDENTES 44

515 AGUJEROS Y VENTANAS 44

516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA 45

517 ELECCIOacuteN 45

518 TIPO DE DISENtildeO 46

6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING 47

61 ESTUDIO DE CONCEPTOS 47

611 PRIMER BOCETO 47

612 SEGUNDO BOCETO 48

613 TERCER BOCETO 48

62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL 49

63 PRIMER DISENtildeO 3D 49

64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D 50

641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA 50

642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS 50

643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD AMPUTADA 51

644 GUIacuteAS PARA LA PATA 51

645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA 52

646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA 52

647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN 53

648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN 53

649 MEJORA DE SUJECIOacuteN 53

65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS 54

651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA 55

66 DISENtildeO FINAL 60

661 CONTEXTUALIZACIOacuteN 61

67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA 62

68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA 64

681 ALTURA DE LA PATA 64

682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA 66

683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS 66

69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES 67

691 PARTE INTERNA 67

692 PARTE EXTERNA 68

693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO 69

694 UNIONES 69

610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES 72

6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D 72

6102 MATERIAL DE LA CARCASA 73

6103 MATERIAL DE LA PATA 75

6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN 77

611 AMFE 79

7 CAacuteLCULOS 84

71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA 84

72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE 86

73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO 88

8 PRESUPUESTOS 90

81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA 90

82 TIPOS DE COSTES 91

821 COSTE DE LOS MATERIALES 91

822 COSTES DE MAQUINARIA 92

823 COSTES DE ELECTRICIDAD 92

83 COSTES DE PERSONAL 93

84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN 93

85 VENTA AL PUacuteBLICO 95

86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN 95

9 CONCLUSIONES 96

AGRADECIMIENTOS 97

WEBGRAFIA 98

SUMARIO DE FIGURAS

FIGURA 1 PRIMERA PROacuteTESIS FABRICADA 10

FIGURA 2 PROacuteTESIS DEL IMPERO ROMANO 11

FIGURA 3 PROacuteTESIS DE LA EDAD MEDIA 11

FIGURA 4 PROacuteTESIS DEL SIGLO XIX 12

FIGURA 5 EVOLUCIOacuteN DE LA PROacuteTESIS 12

FIGURA 6 PROacuteTESIS DE LA INVESTIGACIOacuteN ldquoREVOLUCIONANDO PROacuteTESISrdquo 13

FIGURA7 EL TALLER DE ORTHOCARE Y ALGUNO DE SUS TRABAJOS 14

FIGURA 8 MAPA DE IDEAS 16

FIGURA 9 WINTER CON SU PROacuteTESIS DE ALETA 17

FIGURA 10 BEAUTY CON SU PROacuteTESIS DE PICO 17

FIGURA 11 SENtildeOR STUBBS CON SU PROacuteTESIS DE COLA 18

FIGURA 12 TUMOR EN EXTREMIDAD CANINA 21

FIGURA 13 ZONAS AFECTAS POR PEacuteRDIDA DE EXTREMIDAD TRASERA 22

FIGURA 14 AacuteNGULOS DE LA RODILLA CUANDO CORRE Y CUANDO ESTAacute EN POSICIOacuteN VERTICAL 24

FIGURA 15 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 24

FIGURA 16 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 25

FIGURA 17 MEDIAS DE UN PERRO PARA GUIAR EN LA TABLA 28

FIGURA 18 FUNCIONAMIENTO DE PROacuteTESIS AL VACIacuteO 29

FIGURA 19 PROacuteTESIS DE ORTOCANIS 30

FIGURA 20 PROacuteTESIS DE ORTOPEDIACANINA 31

FIGURA 21 DISENtildeO DE IMPLANTE 31

FIGURA 22 SENtildeOR PROacuteTESIS A PARTIR DE UN BOTE LIMPIACRISTALES 32

FIGURA 23 PERRO CON ARNEacuteS DE SOPORTE 33

FIGURA 24 PERRO CON SILLA DE RUEDAS 33

FIGURA 25 ESQUEMA DE LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34

FIGURA 26 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 36

FIGURA 27 PERRO CON AMPUTACIOacuteN DE TAMANtildeO MEDIO 37

FIGURA 28 PERRO DE TAMANtildeO GRANDE 37

FIGURA 29 PERRO POLICIacuteA 37

FIGURA 30 FASES DEL BRIEFING 39

FIGURA 31 STORYBOARD DEL PROBLEMA DE PERDER UNA EXTREMIDAD 40

FIGURA 33 PRIMER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 47

FIGURA 34 SEGUNDO BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48

FIGURA 35 TERCER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48

FIGURA 36 BOCETOS DEL DISENtildeO FINAL 49

FIGURA 37 VISTA ISOMEacuteTRICA DEL DISENtildeO 3D JUNTO AL ALZADO PLANTA Y PERFIL 49

FIGURA 38 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50

FIGURA 39 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50

FIGURA 40 MEJORA EN LA EXTRUSIOacuteN DE LA CARCASA 51

FIGURA 41 CARCASA CON GUIacuteA PARA LA PATA 51

FIGURA 42 REDISENtildeO DE LAS GUIacuteAS 52

FIGURA 43 CREACIOacuteN DE TAPA INFERIOR 52

FIGURA 44 MEJOR DEL DISENtildeO DEL CALCETIacuteN 53

FIGURA 45 AacuteNGULO DEL CALCETIacuteN EN CONTACTO CON EL SUELO 53

FIGURA 46 SUJECIONES DE LA CORREA 54

FIGURA 47 SUJECIOacuteN ANtildeADIDA 54

FIGURA 48 PRIMER BOCETO DE LA FORMA DE LA PROacuteTESIS 55

FIGURA 49 PROPORCIONES DE LA PATA DE PERRO 56

FIGURA 50 PROPORCIONES DE LA PROacuteTESIS 57

FIGURA 51 VARIACIONES DE AacuteNGULOS SEGUacuteN LA POSICIOacuteN DE LA CARCASA 58

FIGURA 52 MODIFICACIOacuteN DE AacuteNGULOS 58

FIGURA 53 MODIFICACIOacuteN DE LA CARCASA 59

FIGURA 54 REPRESENTACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN 60

FIGURA 55 VISTAS DEL DISENtildeO FINAL 60

FIGURA 56 COMBINACIONES DE COLORES 61

FIGURA 57 CONTEXTUALIZACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS CON PERROS DE TAMANtildeO DIFERENTE Y COLOR DE PELO DIFERENTES 61

FIGURA 58 ESCAgraveNER SCANTECH 62

FIGURA 59 ESCAgraveNER 3DS SENSE 62

FIGURA 60 IMPRESORA ORIGINAL PRUSA I3 MK3S 63

FIGURA 61 MODELO DE PATA CON ALTURA Y ANCHO 65

FIGURA 62 MODELO DE CARCASA CON RADIO Y ANCHO 66

FIGURA 63 MODELO DE CARCASA CON PROFUNDIDAD 67

FIGURA 64 MODELO DEL ESCANEADO 3D CON UN CORTE PARA VER EL INTERIOR 68

FIGURA 65 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA CARCASA 68

FIGURA 66 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA PARA 69

FIGURA 67 ROLLO DE FILAMENTOS FLEX X-920 SAKATA 3D 73

FIGURA 68 GRAFICO QUE TIENE EN CUENTA EL PRECIO DEL MATERIAL Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIOacuteN 73

FIGURA 69 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74

FIGURA 70 FILAMENTO ABS DE LA MARCA GEMBIRD 75

FIGURA71 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 75

FIGURA 72 ROLLO DE FILAMENTOS FIBERLOGY NYLON PA12+CF15 77

FIGURA 73 EJEMPLO DE CAUCHO NITRILO (NBR) EN LAacuteMINA 77

FIGURA 74 ADHESIVO GENEacuteRICO BIOCOMPONENTE EPOXI ARALDITE STANDARD 12+12 ML 78

FIGURA 75 DISENtildeO DE LA PATA PARA NX 10 84

FIGURA 76 MALLADO DE LA PATA 85

FIGURA 77 RESTRICCIOacuteN DE LA PATA 85

FIGURA 78 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN LA PATA 86

FIGURA 79 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 87

FIGURA 80 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 87

FIGURA 81 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 88

FIGURA 82 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 89

SUMARIO DE TABLAS

TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25

TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26

TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26

TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27

TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27

TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39

TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41

TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42

TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43

TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64

TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65

TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70

TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70

TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74

TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75

TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76

TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77

TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80

TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81

TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82

TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83

TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90

TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91

TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91

TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92

TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92

TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93

TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93

TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94

TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94

TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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INTRODUCCIOacuteN

Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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11 OBJETIVOS

El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su

evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el

canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo

bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea

a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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2 ESTADO DEL ARTE

Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales

21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS

Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute

211 ANTIGUO EGIPTO

La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC

212 IMPERIO ROMANO

En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla

Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla

213 ALTA EDAD MEDIA

La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos

214 ANtildeO 1500

En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero

Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom

Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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215 SIGLO XVII Y XIX

En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo

En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano

216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO

La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones

Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom

Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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22 ATENTADO DE BOSTON

Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback

Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos

Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas

23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES

Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante

Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees

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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE

Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos

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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA

El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones

31 MAPA IDEAS

La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute

A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa

311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA

LA PROacuteTESIS

Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o

problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros

y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se

relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes

situaciones

Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia

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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan

ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras

especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis

bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter

Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute

perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la

primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la

capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear

maacutes proacutetesis como la suya

bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty

Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el

pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una

empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su

vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con

problemas en los picos

Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom

Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom

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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs

Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la

herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como

el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que

aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten

312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO

Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un

problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten

comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y

de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio

Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la

normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no

habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto

de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de

disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir

313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS

bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal

El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales

cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el

desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan

variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones

o no sea tan eficaz

Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom

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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal

Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta

que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los

perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o

dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda

estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten

bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada

Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se

adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus

funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades

que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo

de vida que pueda llevar

bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno

Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal

32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA

Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la

entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de

animales con discapacidad en las extremidades que conozco

Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o

molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema

complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran

mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos

resolver o simplemente no tendraacuten mascotas

Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso

que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas

razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten

se ha visto descartada

Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la

concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la

mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco

partes

bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes

de la operacioacuten

bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa

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bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas

bull La experiencia del entrevistado

bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema

La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es

decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten

consolidada entre entrevistador y entrevistado

En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos

que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada

33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA

Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la

entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar

con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta

Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos

propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana

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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS

Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad

41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES

EN PERROS

Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos

bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip

bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo

bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable

bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por

bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)

Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes

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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo

branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento

20032004)

bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes

incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el

nacimiento (msdmanualscom)

Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro

42 ANATOMIA CANINA

A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la

proacutetesis y las zonas que afectariacutea

Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es

una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta

al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una

vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con

tres patas

Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una

amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga

pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino

pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades

restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y

muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo

esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce

en artritis u otros problemas articulares

Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom

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Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos

problemas a la larga

Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el

movimiento que realiza al andar

421 BIOMECAacuteNICA CANINA

La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede

realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones

anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una

deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso

dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos

Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos

conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del

peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido

al peso de la cabeza y el 40 a la posterior

En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de

gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro

angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos

o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria

Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de

rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial

Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los

coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)

La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de

130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten

hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)

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Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse

para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible

Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos

a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes

populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares

Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11

ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros

analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera

Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia

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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg

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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata

trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis

y que resistiraacuten las fuerzas

Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg

Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg

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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar

422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS

Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros

Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680

Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400

Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50

Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg

Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas

bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier

bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino

bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano

bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador

bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes

La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro

43 PROacuteTESIS

La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro

del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del

cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la

extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y

propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis

(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)

Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad

Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom

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431 EXOPROacuteTESIS

Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser

proacutetesis dentales de extremidad etc

Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un

molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede

antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta

de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la

proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar

maacutes la fijacioacuten

432 ENDOPROacuteTESIS

Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer

Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al

hueso se puede hacer de diferentes formas

bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca

433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS

Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se

Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom

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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad

434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS

Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los

aspectos funcionales o estructurales del cuerpo

A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia

principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente

a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que

la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la

funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente

44 ESTUDIO DE MERCADO

En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado

441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS

Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a

medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra

en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten

Precio 49091 euro

Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom

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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA

CANINA

Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni

Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea

Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de

miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de

miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza

correctamente

443 BETA IMPLANTS

Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales

con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de

valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h

Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden

proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos

de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos

disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber

queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten

Precio 76450 euro

Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom

Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom

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444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA

La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo

coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato

arquitecto y ambientoacutelogo

Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un

limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber

impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la

elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este

tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias

instalaciones

445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS

Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa

sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una

mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son

felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas

Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una

proacutetesis

bull Arneacutes de soporte

Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el

ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional

cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de

mejorar la movilidad

Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al

arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un

soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas

bull Sillas de ruedas

Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o

se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres

extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten

bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada

Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute

sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las

dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que

el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por

desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o

en el suelo

bull Chalecos salvavidas

Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar

para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que

Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram

Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes

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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por

ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte

bull Calcetines antiderrapante para perros

Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar

maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la

abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo

446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER

Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente

bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales

bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien

Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

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posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos

bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse

bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo

bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada

447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER

Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten

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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS

Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos

bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y

que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades

Ortopegravediacaninacom

Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales

bull Perros con profesiones peligrosas

En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes

En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que

estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis

u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a

disentildear nuestra proacutetesis

En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos

estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo

de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten

se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos

encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes

compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo

Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom

Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom

Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom

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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es

relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos

conocidos

Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos

ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute

que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el

mercado

Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos

informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera

cual es el precio medio

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5 BRIEFING

En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto

511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD

Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip

Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia

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A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten

Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad

Fuente Elaboracioacuten propia

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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO

bull Cadena de usuario

Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten

Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto

Empleados tienda Menor Poco frecuente

Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento

Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis

ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado

bull Perro

Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten

Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten

Mayor

Mayor

Mayor

Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse

Cuanto mayor de edad es la

mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la

proacutetesis

Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis

Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro

Mayor

Mayor

Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el

modelo

Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma

de la extremidad tambieacuten

Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Agua cerca -Calentamiento

Criacutetico

Mayor

Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute

componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear

Dilatacioacuten de los materiales y los

efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la

Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia

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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales

Mayor

Criacutetico

Criacutetico

extremidad

Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe

de ser faacutecil de limpiar

Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones

a la mascota

Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar

el estilo de vida de la mascota

Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis

Menor

Criacutetico

Mayor

Mayor

Criacutetico

Mayor

El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo

Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis

Es importante pero con los

estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha

complicacioacuten

Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se

ajuste

Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien

Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga

Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

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513 CUADRO FUNCIONAL

FUNCIONES

Proacutetesis

riacutegida

Proacutetesis

ecoloacutegica

Arneacutes de

soporte

Silla de

ruedas

PR

INC

IPA

L

Soporte para que el perro pueda

transportarse de forma autoacutenoma

CR SI SI NO SI

DE

RIV

AD

AS

Respecto al perro

Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO

Adaptabilidad raacutepida del perro a la

proacutetesis MA NO NO SI SI

Se hace un escaacutener a la extremidad

amputada para que el dispositivo se

acople lo mejor posible

MA NO NO NO NO

Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI

Ajustable para diferentes tamantildeos

de perros CR NO NO NO NO

Respecto al ldquoduentildeordquo del perro

Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI

Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO

Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO

CO

MP

LE

ME

NT

AR

IAS

Funciones esteacuteticas y sociales

Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO

Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI

Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO

Funciones ecoloacutegicas

Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO

ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica

Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

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514 PRECEDENTES

El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas

Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante

515 AGUJEROS Y VENTANAS

Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente

Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl

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516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA

Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados

pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales

basadas en la ciencia y tecnologiacutea

A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya

bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos

las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual

Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se

realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto

podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado

elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico

deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos

de los componentes

Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con

su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la

proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el

buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos

517 ELECCIOacuteN

Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado

Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara

los siguientes beneficios

middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente

middot Personalizable para que sea uacutenica

middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil

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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo

modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten

de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis

Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando

esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban

las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto

generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos

puede tener una segunda oportunidad y una vida digna

518 TIPO DE DISENtildeO

La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final

1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel

2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas

posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible

3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal

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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING

En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas

61 ESTUDIO DE CONCEPTOS

Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas

611 PRIMER BOCETO

El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento

Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

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612 SEGUNDO BOCETO

Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior

613 TERCER BOCETO

Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos

Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL

63 PRIMER DISENtildeO 3D

Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor

Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia

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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D

Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)

641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA

Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos

642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS

Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral

Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD

AMPUTADA

Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor

644 GUIacuteAS PARA LA PATA

Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona

Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA

Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior

646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA

En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea

Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia

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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN

En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas

648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN

Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata

649 MEJORA DE SUJECIOacuteN

Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis

Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia

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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro

En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar

65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS

En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal

Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia

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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA

Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo

Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos

Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis

bull Extremidad del perro

Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia

Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm

Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm

Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm

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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando

Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm

En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a

Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia

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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara

En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa

Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa

66 DISENtildeO FINAL

Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata

Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales

661 CONTEXTUALIZACIOacuteN

La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes

Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL

ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA

El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde

se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final

1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo

Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener

una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de

detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten

inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D

Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos

grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto

optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien

pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte

mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos

2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para

que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si

utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D

Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no

hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la

opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado

Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom

Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va

generar como archivo obj

3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl

4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos

5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa

6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png

Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son

bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos

bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)

bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales

Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom

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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA

Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa

Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura de Pata (mm) 100 150 190 230

Diaacutemetro (mm) A B C

Profundidad (mm) 1 2 3

El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta

681 ALTURA DE LA PATA

La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro

Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia

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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal

bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm

bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm

bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm

bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm

Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes

Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia

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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA

El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros

bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm

bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm

bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm

bull

683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS

Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura

bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm

bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm

bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm

Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho

Fuente Elaboracioacuten propia

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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES

Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos

691 PARTE INTERNA

La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis

Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia

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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis

692 PARTE EXTERNA

La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura

La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan

Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia

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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO

Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal

Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten

694 UNIONES

Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80

bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6

Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia

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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa

Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres

Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom

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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912

Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes

Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes

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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES

Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son

bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio

bull Resistente a los golpes

bull Coste econoacutemico

bull Adecuado para la impresioacuten 3D

bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos

6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D

De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son

bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad

bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis

bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata

bull Material reciclable

bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis

Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos

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6102 MATERIAL DE LA CARCASA

Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D

De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten

bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable

Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack

Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom

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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad

bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material

Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas

A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido

Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3

Precio 231 ndash 278 EURkg

Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa

Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa

Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa

Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa

Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan

Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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6103 MATERIAL DE LA PATA

Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir

bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes

Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3

Precio 297 ndash 329 EURkg

Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa

Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa

Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa

Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa

Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor

Mecanizabilidad 1 ndash 3

Reciclaje No

bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez

Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3

Precio 289 ndash 426 EURkg

Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa

Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa

Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa

Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa

Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica

Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos

6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN

Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno

Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor

Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees

Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees

Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom

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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones

Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom

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611 AMFE

El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son

bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada

bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos

bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo

bull CAUSA Es aquello que produce el error

bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso

Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores

bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)

bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)

bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)

Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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7 CAacuteLCULOS

Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba

bull La forma de la proacutetesis

bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones

71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA

Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge

Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso

Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del

programa

Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon

PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir

manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el

fabricante

Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de

datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido

Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de

la pata que estaraacute sujeto a la carcasa

Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas

bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse

bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se

flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada

72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE

Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata

Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro

reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el

40 restante

Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza

utilizada es para ese tamantildeo de perro

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873

Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto

con el suelo

Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error

ver los resultados

Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

87

Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no

se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que

tambieacuten absorberaacute los golpes

Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

88

En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un

liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195

MPa

73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO

Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado

en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899

119865119862119889119910119899 = 3

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873

Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en

pie pero entra en los paraacutemetros

Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

89

El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten

dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza

Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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8 PRESUPUESTOS

En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas

81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA

Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad

Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)

Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000

Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400

Desarrollo del concepto 30 106 31800

Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000

Modelacioacuten 3D 30 108 32400

Simulaciones 30 27 8100

Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700

Total 578 173400

El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto

Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia

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82 TIPOS DE COSTES

A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc

821 COSTE DE LOS MATERIALES

El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar

Materiales Precio unitario (euro)

Unidades Precio (euro)

Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478

Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350

Tuerca DIN-934 M6

002710 2 00542

Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240

Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD

1118000 02 22360

Total 25970

Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912

bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno

bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una

Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar

Materiales Cantidad de material (g)

Cantidad de material para una proacutetesis

aprox (g)

Precio de cada rollo de filamento (euro)

Precio para una proacutetesis

(euro)

Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110

Filamentos de Flex X-920

600 60 164600 16460

Filamentos de Fiberlogy Nylon

500 100 529900 105980

Total + 2 de desechos 178041

Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D

Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia

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822 COSTES DE MAQUINARIA

Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten

Maquinas Precio (euro)

Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700

Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357

Herramientas 5000

Total 363057

Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral

119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904

119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =

15870000

220 times 8= 09017euro

La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro

823 COSTES DE ELECTRICIDAD

Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad

Coste de energiacutea (eurokWh) 0150

Consumo medio (kW) 0500

Coste por hora de la luz (euroh) 0075

Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten

Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia

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93

Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)

Carcasa 8 0600

Adaptador 3 0225

Pata 13 0975

Total 1800

Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata

83 COSTES DE PERSONAL

Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten

Puesta en marcha de la impresora (h) 1

Postproduccioacuten (h) 1

Total de horas para 1 pieza (h) 2

Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000

2000= 20 euro

Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo

84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN

La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten

Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia

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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)

Coste del adaptador de la

proacutetesis (euro)

Coste de la pata (euro)

Coste de materiales

- Materiales 52110 16460 105980

- Electricidad 06000 02250 09750

Coste de operario

- Preparacioacuten 10 10 10

- Postproduccioacuten 10 10 10

Coste de fallos (10) 25811 21871 31573

Total 283921 240581 347303

Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro

Piezas de la proacutetesis Coste (euro)

Carcasa 283921

Adaptados 240581

Pata 347303

Amortizacioacuten 72136

Tornillos 03610

Epoxi 22360

Calcetiacuten 01184

Correas de sujecioacuten 09580

Total 980675

Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro

Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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85 VENTA AL PUacuteBLICO

Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30

119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro

86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904

119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900

Caacutelculo del punto de equilibrio

Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro

Materiales 9806euro

Precio del producto en venta 12750euro

Costes fijos 5760000euro + 1734000euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904

Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se

trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer

tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta

Si

119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904

Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218

unidades que siacute se puede contemplar producir

Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia

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9 CONCLUSIONES

Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito

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AGRADECIMIENTOS

Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo

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httpsimpresiontresdecompresupuesto-de-un-proyecto-impresion-3d

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Nylon PA12+CF15 175 mm (s f) 3DJake Espantildea Consultado el 03062020

httpswww3djakeesfiberlogynylon-pa12cf15

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Page 2: TREBAJO FINAL DE GRADO - upcommons.upc.edu

APELLIDO FRIacuteAS ZUacuteNtildeIGA NOMBRE GERALD NICOLAacuteS TITULACIOacuteN GRADO DE INGENIERIA EN DIESNtildeO INDUSTRIAL Y

DESARROLLO DEL PRODUCTO PLAN 2020 DIRECTOR ALIAU PONS JOAN JOSEP DEPARTAMENTO EXPRESIOacuteN GRAacuteFICA EN LA INGENIERIA

CALIFICACIOacuteN DEL TFG

FECHA DE LECTURA 13 de Julio de 2019

Siacute X No

Este Proyecto tiene en cuenta aspectos medioambientales

TRIBUNAL

PRESIDENTE SECRETARIA VOCAL

TREJO OMENtildeACA ALEXANDRE

TORRAS SENDRA

MARIA ALBA

FORTUNY SANROMA

AGUSTIN

RESUMEN

Este Trabajo de Fin de Grado tiene como propoacutesito disentildear una proacutetesis para perro que sea capaz de sustituir la extremidad trasera y que se pueda fabricar con una impresora 3D En la actualidad el mercado de proacutetesis para perro estaacute muy limitada y con precios muy elevados sin comentar que nadie utiliza impresioacuten 3D Esto se debe a que no hace mucho cuando un perro perdiacutea su extremidad normalmente se sacrificaba o se le dejaba con tres patas pero poco a poco se estaacute dando visibilidad y una nueva salida a este problema En este proyecto se haraacute un estudio detallado del mercado para saber doacutende posicionar el producto Despueacutes se haraacute un briefing para poner las bases de la proacutetesis y despueacutes se desarrollaraacute haciendo el disentildeo 3D con todas las justificaciones de formas materiales y caacutelculos Una vez terminado se haraacuten unos presupuestos donde se explicaraacuten todos los costes y cuanto valdriacutea la proacutetesis en el mercado Debido a la pandemia del COVID-19 algunos apartados del trabajo no se han podido realizar como se imaginaba pero se ha intentado hacer lo mejor posible con las herramientas de las que se disponiacutea

Palabras clave (maacuteximo 10)

Proacutetesis Canina Perro Disentildeo

Impresioacuten 3D Amputacioacuten Extremidad trasera

RESUM

Aquest Treball de Fi de Grau teacute com a propogravesit dissenyar una progravetesi per a gos que sigui capaccedil de substituir lrsquoextremitat darrera i que es pugui fabricar amb una impressora 3D Actualment el mercat de progravetesi per a gos estagrave molt limitat i amb preus molt elevats sense comentar que ninguacute utilitza la impressioacute 3D Aixograve es deu al fet que no fa molt quan un gos perdia la seva extremitat normalment se sacrificava o se li deixava amb tres potes perograve a poc a poc srsquoestagrave donant visibilitat i una nova sortida a aquest problema En aquest projecte es faragrave un estudi detallat del mercat per saber on posicionar el producte Despreacutes es faragrave un briefing per posar les bases de la progravetesi i despreacutes es desenvoluparagrave fent el disseny 3D amb totes les justificacions de formes materials i cagravelculs Un cop acabat es faran els pressupostos on srsquoexplicaran tots els costos i quant valdria la progravetesi al mercat A causa de la pandegravemia de la COVID-19 alguns apartats del treball no srsquohan pogut realitzar com srsquoimaginava perograve srsquoha intentat fer el millor possible amb les eines que disposagravevem

Paraules clau (10 magravexim)

Progravetesi Caniacute Gos Disseny

Impressioacute 3D Amputacioacute Extremitat darrera

ABSTRACT

The purpose of this End of Degree Project is to design a dog prosthesis that is capable of replacing the hind limb and that can be manufactured with a 3D printer Currently the dog prosthesis market is very limited and has very high prices not only that but also nobody uses 3D printing This is due to not long ago when a dog lost its limb it was usually sacrificed or left with three legs but little by little visibility and a new way out of this problem is being given In this project a detailed study of the market will be made to know where to position the product Then a briefing will be made to put the bases of the prosthesis and right after the 3D design will be created with all the justifications of forms materials and calculations Once it is finished we will make a budget where we will explain the costs and how much the prosthesis would be worth in the market Due to the COVID-19 pandemic there are some sections of the work that could not be done as desired but we have tried to do the best with the tools that were available

Keywords (10 maximum)

Prosthesis Canine Dog Design

3D impression Amputation Lower limb

SUMARIO

INTRODUCCIOacuteN 8

11 OBJETIVOS 9

2 ESTADO DEL ARTE 10

21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS 10

211 ANTIGUO EGIPTO 10

212 IMPERIO ROMANO 10

213 ALTA EDAD MEDIA 11

214 ANtildeO 1500 11

215 SIGLO XVII Y XIX 12

216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO 12

22 ATENTADO DE BOSTON 13

23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES 14

24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE 15

3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA 16

31 MAPA IDEAS 16

311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA LA PROacuteTESIS 16

312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO 18

313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS 18

32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA 19

33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA 20

4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS 21

41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES EN PERROS 21

42 ANATOMIA CANINA 22

421 BIOMECAacuteNICA CANINA 23

422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS 27

43 PROacuteTESIS 28

431 EXOPROacuteTESIS 29

432 ENDOPROacuteTESIS 29

433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS 29

434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS 30

44 ESTUDIO DE MERCADO 30

441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS 30

442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA CANINA 31

443 BETA IMPLANTS 31

444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA 32

445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS 32

446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34

447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 35

45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS 36

5 BRIEFING 39

511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD 39

512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO 41

513 CUADRO FUNCIONAL 43

514 PRECEDENTES 44

515 AGUJEROS Y VENTANAS 44

516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA 45

517 ELECCIOacuteN 45

518 TIPO DE DISENtildeO 46

6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING 47

61 ESTUDIO DE CONCEPTOS 47

611 PRIMER BOCETO 47

612 SEGUNDO BOCETO 48

613 TERCER BOCETO 48

62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL 49

63 PRIMER DISENtildeO 3D 49

64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D 50

641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA 50

642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS 50

643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD AMPUTADA 51

644 GUIacuteAS PARA LA PATA 51

645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA 52

646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA 52

647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN 53

648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN 53

649 MEJORA DE SUJECIOacuteN 53

65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS 54

651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA 55

66 DISENtildeO FINAL 60

661 CONTEXTUALIZACIOacuteN 61

67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA 62

68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA 64

681 ALTURA DE LA PATA 64

682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA 66

683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS 66

69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES 67

691 PARTE INTERNA 67

692 PARTE EXTERNA 68

693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO 69

694 UNIONES 69

610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES 72

6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D 72

6102 MATERIAL DE LA CARCASA 73

6103 MATERIAL DE LA PATA 75

6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN 77

611 AMFE 79

7 CAacuteLCULOS 84

71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA 84

72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE 86

73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO 88

8 PRESUPUESTOS 90

81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA 90

82 TIPOS DE COSTES 91

821 COSTE DE LOS MATERIALES 91

822 COSTES DE MAQUINARIA 92

823 COSTES DE ELECTRICIDAD 92

83 COSTES DE PERSONAL 93

84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN 93

85 VENTA AL PUacuteBLICO 95

86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN 95

9 CONCLUSIONES 96

AGRADECIMIENTOS 97

WEBGRAFIA 98

SUMARIO DE FIGURAS

FIGURA 1 PRIMERA PROacuteTESIS FABRICADA 10

FIGURA 2 PROacuteTESIS DEL IMPERO ROMANO 11

FIGURA 3 PROacuteTESIS DE LA EDAD MEDIA 11

FIGURA 4 PROacuteTESIS DEL SIGLO XIX 12

FIGURA 5 EVOLUCIOacuteN DE LA PROacuteTESIS 12

FIGURA 6 PROacuteTESIS DE LA INVESTIGACIOacuteN ldquoREVOLUCIONANDO PROacuteTESISrdquo 13

FIGURA7 EL TALLER DE ORTHOCARE Y ALGUNO DE SUS TRABAJOS 14

FIGURA 8 MAPA DE IDEAS 16

FIGURA 9 WINTER CON SU PROacuteTESIS DE ALETA 17

FIGURA 10 BEAUTY CON SU PROacuteTESIS DE PICO 17

FIGURA 11 SENtildeOR STUBBS CON SU PROacuteTESIS DE COLA 18

FIGURA 12 TUMOR EN EXTREMIDAD CANINA 21

FIGURA 13 ZONAS AFECTAS POR PEacuteRDIDA DE EXTREMIDAD TRASERA 22

FIGURA 14 AacuteNGULOS DE LA RODILLA CUANDO CORRE Y CUANDO ESTAacute EN POSICIOacuteN VERTICAL 24

FIGURA 15 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 24

FIGURA 16 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 25

FIGURA 17 MEDIAS DE UN PERRO PARA GUIAR EN LA TABLA 28

FIGURA 18 FUNCIONAMIENTO DE PROacuteTESIS AL VACIacuteO 29

FIGURA 19 PROacuteTESIS DE ORTOCANIS 30

FIGURA 20 PROacuteTESIS DE ORTOPEDIACANINA 31

FIGURA 21 DISENtildeO DE IMPLANTE 31

FIGURA 22 SENtildeOR PROacuteTESIS A PARTIR DE UN BOTE LIMPIACRISTALES 32

FIGURA 23 PERRO CON ARNEacuteS DE SOPORTE 33

FIGURA 24 PERRO CON SILLA DE RUEDAS 33

FIGURA 25 ESQUEMA DE LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34

FIGURA 26 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 36

FIGURA 27 PERRO CON AMPUTACIOacuteN DE TAMANtildeO MEDIO 37

FIGURA 28 PERRO DE TAMANtildeO GRANDE 37

FIGURA 29 PERRO POLICIacuteA 37

FIGURA 30 FASES DEL BRIEFING 39

FIGURA 31 STORYBOARD DEL PROBLEMA DE PERDER UNA EXTREMIDAD 40

FIGURA 33 PRIMER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 47

FIGURA 34 SEGUNDO BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48

FIGURA 35 TERCER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48

FIGURA 36 BOCETOS DEL DISENtildeO FINAL 49

FIGURA 37 VISTA ISOMEacuteTRICA DEL DISENtildeO 3D JUNTO AL ALZADO PLANTA Y PERFIL 49

FIGURA 38 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50

FIGURA 39 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50

FIGURA 40 MEJORA EN LA EXTRUSIOacuteN DE LA CARCASA 51

FIGURA 41 CARCASA CON GUIacuteA PARA LA PATA 51

FIGURA 42 REDISENtildeO DE LAS GUIacuteAS 52

FIGURA 43 CREACIOacuteN DE TAPA INFERIOR 52

FIGURA 44 MEJOR DEL DISENtildeO DEL CALCETIacuteN 53

FIGURA 45 AacuteNGULO DEL CALCETIacuteN EN CONTACTO CON EL SUELO 53

FIGURA 46 SUJECIONES DE LA CORREA 54

FIGURA 47 SUJECIOacuteN ANtildeADIDA 54

FIGURA 48 PRIMER BOCETO DE LA FORMA DE LA PROacuteTESIS 55

FIGURA 49 PROPORCIONES DE LA PATA DE PERRO 56

FIGURA 50 PROPORCIONES DE LA PROacuteTESIS 57

FIGURA 51 VARIACIONES DE AacuteNGULOS SEGUacuteN LA POSICIOacuteN DE LA CARCASA 58

FIGURA 52 MODIFICACIOacuteN DE AacuteNGULOS 58

FIGURA 53 MODIFICACIOacuteN DE LA CARCASA 59

FIGURA 54 REPRESENTACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN 60

FIGURA 55 VISTAS DEL DISENtildeO FINAL 60

FIGURA 56 COMBINACIONES DE COLORES 61

FIGURA 57 CONTEXTUALIZACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS CON PERROS DE TAMANtildeO DIFERENTE Y COLOR DE PELO DIFERENTES 61

FIGURA 58 ESCAgraveNER SCANTECH 62

FIGURA 59 ESCAgraveNER 3DS SENSE 62

FIGURA 60 IMPRESORA ORIGINAL PRUSA I3 MK3S 63

FIGURA 61 MODELO DE PATA CON ALTURA Y ANCHO 65

FIGURA 62 MODELO DE CARCASA CON RADIO Y ANCHO 66

FIGURA 63 MODELO DE CARCASA CON PROFUNDIDAD 67

FIGURA 64 MODELO DEL ESCANEADO 3D CON UN CORTE PARA VER EL INTERIOR 68

FIGURA 65 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA CARCASA 68

FIGURA 66 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA PARA 69

FIGURA 67 ROLLO DE FILAMENTOS FLEX X-920 SAKATA 3D 73

FIGURA 68 GRAFICO QUE TIENE EN CUENTA EL PRECIO DEL MATERIAL Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIOacuteN 73

FIGURA 69 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74

FIGURA 70 FILAMENTO ABS DE LA MARCA GEMBIRD 75

FIGURA71 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 75

FIGURA 72 ROLLO DE FILAMENTOS FIBERLOGY NYLON PA12+CF15 77

FIGURA 73 EJEMPLO DE CAUCHO NITRILO (NBR) EN LAacuteMINA 77

FIGURA 74 ADHESIVO GENEacuteRICO BIOCOMPONENTE EPOXI ARALDITE STANDARD 12+12 ML 78

FIGURA 75 DISENtildeO DE LA PATA PARA NX 10 84

FIGURA 76 MALLADO DE LA PATA 85

FIGURA 77 RESTRICCIOacuteN DE LA PATA 85

FIGURA 78 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN LA PATA 86

FIGURA 79 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 87

FIGURA 80 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 87

FIGURA 81 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 88

FIGURA 82 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 89

SUMARIO DE TABLAS

TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25

TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26

TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26

TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27

TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27

TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39

TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41

TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42

TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43

TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64

TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65

TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70

TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70

TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74

TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75

TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76

TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77

TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80

TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81

TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82

TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83

TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90

TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91

TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91

TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92

TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92

TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93

TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93

TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94

TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94

TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95

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INTRODUCCIOacuteN

Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis

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11 OBJETIVOS

El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su

evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el

canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo

bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea

a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad

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2 ESTADO DEL ARTE

Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales

21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS

Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute

211 ANTIGUO EGIPTO

La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC

212 IMPERIO ROMANO

En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla

Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom

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Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla

213 ALTA EDAD MEDIA

La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos

214 ANtildeO 1500

En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero

Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom

Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses

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215 SIGLO XVII Y XIX

En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo

En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano

216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO

La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones

Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom

Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes

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22 ATENTADO DE BOSTON

Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback

Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos

Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg

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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas

23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES

Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante

Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE

Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA

El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones

31 MAPA IDEAS

La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute

A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa

311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA

LA PROacuteTESIS

Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o

problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros

y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se

relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes

situaciones

Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan

ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras

especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis

bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter

Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute

perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la

primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la

capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear

maacutes proacutetesis como la suya

bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty

Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el

pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una

empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su

vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con

problemas en los picos

Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom

Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom

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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs

Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la

herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como

el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que

aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten

312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO

Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un

problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten

comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y

de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio

Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la

normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no

habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto

de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de

disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir

313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS

bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal

El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales

cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el

desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan

variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones

o no sea tan eficaz

Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom

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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal

Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta

que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los

perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o

dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda

estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten

bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada

Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se

adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus

funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades

que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo

de vida que pueda llevar

bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno

Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal

32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA

Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la

entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de

animales con discapacidad en las extremidades que conozco

Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o

molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema

complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran

mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos

resolver o simplemente no tendraacuten mascotas

Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso

que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas

razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten

se ha visto descartada

Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la

concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la

mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco

partes

bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes

de la operacioacuten

bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas

bull La experiencia del entrevistado

bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema

La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es

decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten

consolidada entre entrevistador y entrevistado

En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos

que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada

33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA

Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la

entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar

con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta

Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos

propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana

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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS

Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad

41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES

EN PERROS

Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos

bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip

bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo

bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable

bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por

bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)

Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes

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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo

branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento

20032004)

bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes

incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el

nacimiento (msdmanualscom)

Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro

42 ANATOMIA CANINA

A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la

proacutetesis y las zonas que afectariacutea

Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es

una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta

al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una

vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con

tres patas

Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una

amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga

pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino

pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades

restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y

muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo

esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce

en artritis u otros problemas articulares

Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom

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Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos

problemas a la larga

Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el

movimiento que realiza al andar

421 BIOMECAacuteNICA CANINA

La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede

realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones

anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una

deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso

dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos

Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos

conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del

peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido

al peso de la cabeza y el 40 a la posterior

En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de

gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro

angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos

o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria

Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de

rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial

Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los

coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)

La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de

130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten

hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)

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Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse

para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible

Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos

a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes

populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares

Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11

ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros

analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera

Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia

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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg

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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata

trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis

y que resistiraacuten las fuerzas

Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg

Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg

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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar

422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS

Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros

Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680

Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400

Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50

Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg

Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas

bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier

bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino

bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano

bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador

bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes

La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro

43 PROacuteTESIS

La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro

del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del

cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la

extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y

propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis

(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)

Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad

Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom

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431 EXOPROacuteTESIS

Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser

proacutetesis dentales de extremidad etc

Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un

molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede

antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta

de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la

proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar

maacutes la fijacioacuten

432 ENDOPROacuteTESIS

Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer

Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al

hueso se puede hacer de diferentes formas

bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca

433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS

Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se

Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom

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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad

434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS

Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los

aspectos funcionales o estructurales del cuerpo

A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia

principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente

a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que

la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la

funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente

44 ESTUDIO DE MERCADO

En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado

441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS

Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a

medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra

en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten

Precio 49091 euro

Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom

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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA

CANINA

Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni

Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea

Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de

miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de

miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza

correctamente

443 BETA IMPLANTS

Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales

con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de

valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h

Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden

proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos

de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos

disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber

queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten

Precio 76450 euro

Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom

Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom

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444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA

La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo

coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato

arquitecto y ambientoacutelogo

Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un

limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber

impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la

elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este

tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias

instalaciones

445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS

Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa

sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una

mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son

felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas

Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una

proacutetesis

bull Arneacutes de soporte

Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el

ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional

cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de

mejorar la movilidad

Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al

arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un

soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas

bull Sillas de ruedas

Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o

se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres

extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten

bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada

Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute

sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las

dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que

el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por

desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o

en el suelo

bull Chalecos salvavidas

Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar

para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que

Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram

Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes

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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por

ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte

bull Calcetines antiderrapante para perros

Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar

maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la

abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo

446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER

Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente

bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales

bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien

Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

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posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos

bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse

bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo

bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada

447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER

Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten

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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS

Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos

bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y

que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades

Ortopegravediacaninacom

Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales

bull Perros con profesiones peligrosas

En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes

En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que

estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis

u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a

disentildear nuestra proacutetesis

En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos

estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo

de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten

se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos

encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes

compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo

Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom

Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom

Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom

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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es

relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos

conocidos

Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos

ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute

que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el

mercado

Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos

informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera

cual es el precio medio

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5 BRIEFING

En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto

511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD

Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip

Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia

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A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten

Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad

Fuente Elaboracioacuten propia

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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO

bull Cadena de usuario

Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten

Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto

Empleados tienda Menor Poco frecuente

Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento

Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis

ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado

bull Perro

Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten

Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten

Mayor

Mayor

Mayor

Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse

Cuanto mayor de edad es la

mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la

proacutetesis

Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis

Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro

Mayor

Mayor

Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el

modelo

Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma

de la extremidad tambieacuten

Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Agua cerca -Calentamiento

Criacutetico

Mayor

Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute

componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear

Dilatacioacuten de los materiales y los

efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la

Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia

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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales

Mayor

Criacutetico

Criacutetico

extremidad

Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe

de ser faacutecil de limpiar

Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones

a la mascota

Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar

el estilo de vida de la mascota

Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis

Menor

Criacutetico

Mayor

Mayor

Criacutetico

Mayor

El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo

Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis

Es importante pero con los

estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha

complicacioacuten

Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se

ajuste

Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien

Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga

Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

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513 CUADRO FUNCIONAL

FUNCIONES

Proacutetesis

riacutegida

Proacutetesis

ecoloacutegica

Arneacutes de

soporte

Silla de

ruedas

PR

INC

IPA

L

Soporte para que el perro pueda

transportarse de forma autoacutenoma

CR SI SI NO SI

DE

RIV

AD

AS

Respecto al perro

Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO

Adaptabilidad raacutepida del perro a la

proacutetesis MA NO NO SI SI

Se hace un escaacutener a la extremidad

amputada para que el dispositivo se

acople lo mejor posible

MA NO NO NO NO

Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI

Ajustable para diferentes tamantildeos

de perros CR NO NO NO NO

Respecto al ldquoduentildeordquo del perro

Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI

Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO

Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO

CO

MP

LE

ME

NT

AR

IAS

Funciones esteacuteticas y sociales

Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO

Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI

Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO

Funciones ecoloacutegicas

Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO

ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica

Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

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514 PRECEDENTES

El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas

Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante

515 AGUJEROS Y VENTANAS

Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente

Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl

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516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA

Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados

pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales

basadas en la ciencia y tecnologiacutea

A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya

bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos

las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual

Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se

realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto

podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado

elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico

deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos

de los componentes

Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con

su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la

proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el

buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos

517 ELECCIOacuteN

Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado

Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara

los siguientes beneficios

middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente

middot Personalizable para que sea uacutenica

middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil

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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo

modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten

de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis

Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando

esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban

las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto

generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos

puede tener una segunda oportunidad y una vida digna

518 TIPO DE DISENtildeO

La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final

1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel

2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas

posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible

3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal

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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING

En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas

61 ESTUDIO DE CONCEPTOS

Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas

611 PRIMER BOCETO

El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento

Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

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612 SEGUNDO BOCETO

Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior

613 TERCER BOCETO

Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos

Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL

63 PRIMER DISENtildeO 3D

Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor

Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia

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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D

Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)

641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA

Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos

642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS

Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral

Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD

AMPUTADA

Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor

644 GUIacuteAS PARA LA PATA

Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona

Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA

Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior

646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA

En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea

Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia

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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN

En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas

648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN

Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata

649 MEJORA DE SUJECIOacuteN

Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis

Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia

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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro

En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar

65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS

En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal

Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia

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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA

Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo

Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos

Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis

bull Extremidad del perro

Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia

Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm

Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm

Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm

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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando

Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm

En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a

Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia

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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara

En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa

Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa

66 DISENtildeO FINAL

Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata

Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales

661 CONTEXTUALIZACIOacuteN

La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes

Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL

ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA

El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde

se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final

1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo

Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener

una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de

detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten

inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D

Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos

grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto

optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien

pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte

mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos

2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para

que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si

utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D

Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no

hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la

opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado

Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom

Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va

generar como archivo obj

3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl

4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos

5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa

6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png

Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son

bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos

bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)

bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales

Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom

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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA

Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa

Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura de Pata (mm) 100 150 190 230

Diaacutemetro (mm) A B C

Profundidad (mm) 1 2 3

El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta

681 ALTURA DE LA PATA

La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro

Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia

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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal

bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm

bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm

bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm

bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm

Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes

Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia

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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA

El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros

bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm

bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm

bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm

bull

683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS

Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura

bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm

bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm

bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm

Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho

Fuente Elaboracioacuten propia

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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES

Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos

691 PARTE INTERNA

La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis

Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia

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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis

692 PARTE EXTERNA

La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura

La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan

Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia

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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO

Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal

Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten

694 UNIONES

Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80

bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6

Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia

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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa

Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres

Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom

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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912

Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes

Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes

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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES

Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son

bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio

bull Resistente a los golpes

bull Coste econoacutemico

bull Adecuado para la impresioacuten 3D

bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos

6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D

De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son

bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad

bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis

bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata

bull Material reciclable

bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis

Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos

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6102 MATERIAL DE LA CARCASA

Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D

De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten

bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable

Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack

Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom

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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad

bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material

Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas

A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido

Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3

Precio 231 ndash 278 EURkg

Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa

Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa

Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa

Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa

Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan

Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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6103 MATERIAL DE LA PATA

Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir

bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes

Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3

Precio 297 ndash 329 EURkg

Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa

Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa

Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa

Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa

Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor

Mecanizabilidad 1 ndash 3

Reciclaje No

bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez

Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3

Precio 289 ndash 426 EURkg

Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa

Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa

Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa

Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa

Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica

Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos

6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN

Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno

Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor

Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees

Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees

Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom

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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones

Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom

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611 AMFE

El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son

bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada

bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos

bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo

bull CAUSA Es aquello que produce el error

bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso

Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores

bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)

bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)

bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)

Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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7 CAacuteLCULOS

Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba

bull La forma de la proacutetesis

bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones

71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA

Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge

Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso

Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del

programa

Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon

PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir

manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el

fabricante

Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de

datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido

Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de

la pata que estaraacute sujeto a la carcasa

Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas

bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse

bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se

flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada

72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE

Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata

Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro

reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el

40 restante

Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza

utilizada es para ese tamantildeo de perro

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873

Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto

con el suelo

Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error

ver los resultados

Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

87

Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no

se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que

tambieacuten absorberaacute los golpes

Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

88

En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un

liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195

MPa

73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO

Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado

en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899

119865119862119889119910119899 = 3

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873

Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en

pie pero entra en los paraacutemetros

Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

89

El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten

dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza

Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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8 PRESUPUESTOS

En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas

81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA

Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad

Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)

Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000

Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400

Desarrollo del concepto 30 106 31800

Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000

Modelacioacuten 3D 30 108 32400

Simulaciones 30 27 8100

Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700

Total 578 173400

El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto

Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia

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82 TIPOS DE COSTES

A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc

821 COSTE DE LOS MATERIALES

El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar

Materiales Precio unitario (euro)

Unidades Precio (euro)

Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478

Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350

Tuerca DIN-934 M6

002710 2 00542

Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240

Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD

1118000 02 22360

Total 25970

Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912

bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno

bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una

Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar

Materiales Cantidad de material (g)

Cantidad de material para una proacutetesis

aprox (g)

Precio de cada rollo de filamento (euro)

Precio para una proacutetesis

(euro)

Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110

Filamentos de Flex X-920

600 60 164600 16460

Filamentos de Fiberlogy Nylon

500 100 529900 105980

Total + 2 de desechos 178041

Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D

Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia

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822 COSTES DE MAQUINARIA

Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten

Maquinas Precio (euro)

Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700

Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357

Herramientas 5000

Total 363057

Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral

119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904

119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =

15870000

220 times 8= 09017euro

La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro

823 COSTES DE ELECTRICIDAD

Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad

Coste de energiacutea (eurokWh) 0150

Consumo medio (kW) 0500

Coste por hora de la luz (euroh) 0075

Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten

Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia

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93

Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)

Carcasa 8 0600

Adaptador 3 0225

Pata 13 0975

Total 1800

Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata

83 COSTES DE PERSONAL

Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten

Puesta en marcha de la impresora (h) 1

Postproduccioacuten (h) 1

Total de horas para 1 pieza (h) 2

Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000

2000= 20 euro

Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo

84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN

La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten

Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia

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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)

Coste del adaptador de la

proacutetesis (euro)

Coste de la pata (euro)

Coste de materiales

- Materiales 52110 16460 105980

- Electricidad 06000 02250 09750

Coste de operario

- Preparacioacuten 10 10 10

- Postproduccioacuten 10 10 10

Coste de fallos (10) 25811 21871 31573

Total 283921 240581 347303

Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro

Piezas de la proacutetesis Coste (euro)

Carcasa 283921

Adaptados 240581

Pata 347303

Amortizacioacuten 72136

Tornillos 03610

Epoxi 22360

Calcetiacuten 01184

Correas de sujecioacuten 09580

Total 980675

Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro

Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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85 VENTA AL PUacuteBLICO

Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30

119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro

86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904

119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900

Caacutelculo del punto de equilibrio

Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro

Materiales 9806euro

Precio del producto en venta 12750euro

Costes fijos 5760000euro + 1734000euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904

Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se

trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer

tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta

Si

119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904

Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218

unidades que siacute se puede contemplar producir

Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia

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9 CONCLUSIONES

Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito

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AGRADECIMIENTOS

Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo

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httpsimpresiontresdecompresupuesto-de-un-proyecto-impresion-3d

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Nylon PA12+CF15 175 mm (s f) 3DJake Espantildea Consultado el 03062020

httpswww3djakeesfiberlogynylon-pa12cf15

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Page 3: TREBAJO FINAL DE GRADO - upcommons.upc.edu

RESUMEN

Este Trabajo de Fin de Grado tiene como propoacutesito disentildear una proacutetesis para perro que sea capaz de sustituir la extremidad trasera y que se pueda fabricar con una impresora 3D En la actualidad el mercado de proacutetesis para perro estaacute muy limitada y con precios muy elevados sin comentar que nadie utiliza impresioacuten 3D Esto se debe a que no hace mucho cuando un perro perdiacutea su extremidad normalmente se sacrificaba o se le dejaba con tres patas pero poco a poco se estaacute dando visibilidad y una nueva salida a este problema En este proyecto se haraacute un estudio detallado del mercado para saber doacutende posicionar el producto Despueacutes se haraacute un briefing para poner las bases de la proacutetesis y despueacutes se desarrollaraacute haciendo el disentildeo 3D con todas las justificaciones de formas materiales y caacutelculos Una vez terminado se haraacuten unos presupuestos donde se explicaraacuten todos los costes y cuanto valdriacutea la proacutetesis en el mercado Debido a la pandemia del COVID-19 algunos apartados del trabajo no se han podido realizar como se imaginaba pero se ha intentado hacer lo mejor posible con las herramientas de las que se disponiacutea

Palabras clave (maacuteximo 10)

Proacutetesis Canina Perro Disentildeo

Impresioacuten 3D Amputacioacuten Extremidad trasera

RESUM

Aquest Treball de Fi de Grau teacute com a propogravesit dissenyar una progravetesi per a gos que sigui capaccedil de substituir lrsquoextremitat darrera i que es pugui fabricar amb una impressora 3D Actualment el mercat de progravetesi per a gos estagrave molt limitat i amb preus molt elevats sense comentar que ninguacute utilitza la impressioacute 3D Aixograve es deu al fet que no fa molt quan un gos perdia la seva extremitat normalment se sacrificava o se li deixava amb tres potes perograve a poc a poc srsquoestagrave donant visibilitat i una nova sortida a aquest problema En aquest projecte es faragrave un estudi detallat del mercat per saber on posicionar el producte Despreacutes es faragrave un briefing per posar les bases de la progravetesi i despreacutes es desenvoluparagrave fent el disseny 3D amb totes les justificacions de formes materials i cagravelculs Un cop acabat es faran els pressupostos on srsquoexplicaran tots els costos i quant valdria la progravetesi al mercat A causa de la pandegravemia de la COVID-19 alguns apartats del treball no srsquohan pogut realitzar com srsquoimaginava perograve srsquoha intentat fer el millor possible amb les eines que disposagravevem

Paraules clau (10 magravexim)

Progravetesi Caniacute Gos Disseny

Impressioacute 3D Amputacioacute Extremitat darrera

ABSTRACT

The purpose of this End of Degree Project is to design a dog prosthesis that is capable of replacing the hind limb and that can be manufactured with a 3D printer Currently the dog prosthesis market is very limited and has very high prices not only that but also nobody uses 3D printing This is due to not long ago when a dog lost its limb it was usually sacrificed or left with three legs but little by little visibility and a new way out of this problem is being given In this project a detailed study of the market will be made to know where to position the product Then a briefing will be made to put the bases of the prosthesis and right after the 3D design will be created with all the justifications of forms materials and calculations Once it is finished we will make a budget where we will explain the costs and how much the prosthesis would be worth in the market Due to the COVID-19 pandemic there are some sections of the work that could not be done as desired but we have tried to do the best with the tools that were available

Keywords (10 maximum)

Prosthesis Canine Dog Design

3D impression Amputation Lower limb

SUMARIO

INTRODUCCIOacuteN 8

11 OBJETIVOS 9

2 ESTADO DEL ARTE 10

21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS 10

211 ANTIGUO EGIPTO 10

212 IMPERIO ROMANO 10

213 ALTA EDAD MEDIA 11

214 ANtildeO 1500 11

215 SIGLO XVII Y XIX 12

216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO 12

22 ATENTADO DE BOSTON 13

23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES 14

24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE 15

3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA 16

31 MAPA IDEAS 16

311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA LA PROacuteTESIS 16

312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO 18

313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS 18

32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA 19

33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA 20

4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS 21

41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES EN PERROS 21

42 ANATOMIA CANINA 22

421 BIOMECAacuteNICA CANINA 23

422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS 27

43 PROacuteTESIS 28

431 EXOPROacuteTESIS 29

432 ENDOPROacuteTESIS 29

433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS 29

434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS 30

44 ESTUDIO DE MERCADO 30

441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS 30

442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA CANINA 31

443 BETA IMPLANTS 31

444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA 32

445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS 32

446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34

447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 35

45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS 36

5 BRIEFING 39

511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD 39

512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO 41

513 CUADRO FUNCIONAL 43

514 PRECEDENTES 44

515 AGUJEROS Y VENTANAS 44

516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA 45

517 ELECCIOacuteN 45

518 TIPO DE DISENtildeO 46

6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING 47

61 ESTUDIO DE CONCEPTOS 47

611 PRIMER BOCETO 47

612 SEGUNDO BOCETO 48

613 TERCER BOCETO 48

62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL 49

63 PRIMER DISENtildeO 3D 49

64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D 50

641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA 50

642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS 50

643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD AMPUTADA 51

644 GUIacuteAS PARA LA PATA 51

645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA 52

646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA 52

647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN 53

648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN 53

649 MEJORA DE SUJECIOacuteN 53

65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS 54

651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA 55

66 DISENtildeO FINAL 60

661 CONTEXTUALIZACIOacuteN 61

67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA 62

68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA 64

681 ALTURA DE LA PATA 64

682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA 66

683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS 66

69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES 67

691 PARTE INTERNA 67

692 PARTE EXTERNA 68

693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO 69

694 UNIONES 69

610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES 72

6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D 72

6102 MATERIAL DE LA CARCASA 73

6103 MATERIAL DE LA PATA 75

6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN 77

611 AMFE 79

7 CAacuteLCULOS 84

71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA 84

72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE 86

73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO 88

8 PRESUPUESTOS 90

81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA 90

82 TIPOS DE COSTES 91

821 COSTE DE LOS MATERIALES 91

822 COSTES DE MAQUINARIA 92

823 COSTES DE ELECTRICIDAD 92

83 COSTES DE PERSONAL 93

84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN 93

85 VENTA AL PUacuteBLICO 95

86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN 95

9 CONCLUSIONES 96

AGRADECIMIENTOS 97

WEBGRAFIA 98

SUMARIO DE FIGURAS

FIGURA 1 PRIMERA PROacuteTESIS FABRICADA 10

FIGURA 2 PROacuteTESIS DEL IMPERO ROMANO 11

FIGURA 3 PROacuteTESIS DE LA EDAD MEDIA 11

FIGURA 4 PROacuteTESIS DEL SIGLO XIX 12

FIGURA 5 EVOLUCIOacuteN DE LA PROacuteTESIS 12

FIGURA 6 PROacuteTESIS DE LA INVESTIGACIOacuteN ldquoREVOLUCIONANDO PROacuteTESISrdquo 13

FIGURA7 EL TALLER DE ORTHOCARE Y ALGUNO DE SUS TRABAJOS 14

FIGURA 8 MAPA DE IDEAS 16

FIGURA 9 WINTER CON SU PROacuteTESIS DE ALETA 17

FIGURA 10 BEAUTY CON SU PROacuteTESIS DE PICO 17

FIGURA 11 SENtildeOR STUBBS CON SU PROacuteTESIS DE COLA 18

FIGURA 12 TUMOR EN EXTREMIDAD CANINA 21

FIGURA 13 ZONAS AFECTAS POR PEacuteRDIDA DE EXTREMIDAD TRASERA 22

FIGURA 14 AacuteNGULOS DE LA RODILLA CUANDO CORRE Y CUANDO ESTAacute EN POSICIOacuteN VERTICAL 24

FIGURA 15 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 24

FIGURA 16 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 25

FIGURA 17 MEDIAS DE UN PERRO PARA GUIAR EN LA TABLA 28

FIGURA 18 FUNCIONAMIENTO DE PROacuteTESIS AL VACIacuteO 29

FIGURA 19 PROacuteTESIS DE ORTOCANIS 30

FIGURA 20 PROacuteTESIS DE ORTOPEDIACANINA 31

FIGURA 21 DISENtildeO DE IMPLANTE 31

FIGURA 22 SENtildeOR PROacuteTESIS A PARTIR DE UN BOTE LIMPIACRISTALES 32

FIGURA 23 PERRO CON ARNEacuteS DE SOPORTE 33

FIGURA 24 PERRO CON SILLA DE RUEDAS 33

FIGURA 25 ESQUEMA DE LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34

FIGURA 26 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 36

FIGURA 27 PERRO CON AMPUTACIOacuteN DE TAMANtildeO MEDIO 37

FIGURA 28 PERRO DE TAMANtildeO GRANDE 37

FIGURA 29 PERRO POLICIacuteA 37

FIGURA 30 FASES DEL BRIEFING 39

FIGURA 31 STORYBOARD DEL PROBLEMA DE PERDER UNA EXTREMIDAD 40

FIGURA 33 PRIMER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 47

FIGURA 34 SEGUNDO BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48

FIGURA 35 TERCER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48

FIGURA 36 BOCETOS DEL DISENtildeO FINAL 49

FIGURA 37 VISTA ISOMEacuteTRICA DEL DISENtildeO 3D JUNTO AL ALZADO PLANTA Y PERFIL 49

FIGURA 38 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50

FIGURA 39 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50

FIGURA 40 MEJORA EN LA EXTRUSIOacuteN DE LA CARCASA 51

FIGURA 41 CARCASA CON GUIacuteA PARA LA PATA 51

FIGURA 42 REDISENtildeO DE LAS GUIacuteAS 52

FIGURA 43 CREACIOacuteN DE TAPA INFERIOR 52

FIGURA 44 MEJOR DEL DISENtildeO DEL CALCETIacuteN 53

FIGURA 45 AacuteNGULO DEL CALCETIacuteN EN CONTACTO CON EL SUELO 53

FIGURA 46 SUJECIONES DE LA CORREA 54

FIGURA 47 SUJECIOacuteN ANtildeADIDA 54

FIGURA 48 PRIMER BOCETO DE LA FORMA DE LA PROacuteTESIS 55

FIGURA 49 PROPORCIONES DE LA PATA DE PERRO 56

FIGURA 50 PROPORCIONES DE LA PROacuteTESIS 57

FIGURA 51 VARIACIONES DE AacuteNGULOS SEGUacuteN LA POSICIOacuteN DE LA CARCASA 58

FIGURA 52 MODIFICACIOacuteN DE AacuteNGULOS 58

FIGURA 53 MODIFICACIOacuteN DE LA CARCASA 59

FIGURA 54 REPRESENTACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN 60

FIGURA 55 VISTAS DEL DISENtildeO FINAL 60

FIGURA 56 COMBINACIONES DE COLORES 61

FIGURA 57 CONTEXTUALIZACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS CON PERROS DE TAMANtildeO DIFERENTE Y COLOR DE PELO DIFERENTES 61

FIGURA 58 ESCAgraveNER SCANTECH 62

FIGURA 59 ESCAgraveNER 3DS SENSE 62

FIGURA 60 IMPRESORA ORIGINAL PRUSA I3 MK3S 63

FIGURA 61 MODELO DE PATA CON ALTURA Y ANCHO 65

FIGURA 62 MODELO DE CARCASA CON RADIO Y ANCHO 66

FIGURA 63 MODELO DE CARCASA CON PROFUNDIDAD 67

FIGURA 64 MODELO DEL ESCANEADO 3D CON UN CORTE PARA VER EL INTERIOR 68

FIGURA 65 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA CARCASA 68

FIGURA 66 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA PARA 69

FIGURA 67 ROLLO DE FILAMENTOS FLEX X-920 SAKATA 3D 73

FIGURA 68 GRAFICO QUE TIENE EN CUENTA EL PRECIO DEL MATERIAL Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIOacuteN 73

FIGURA 69 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74

FIGURA 70 FILAMENTO ABS DE LA MARCA GEMBIRD 75

FIGURA71 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 75

FIGURA 72 ROLLO DE FILAMENTOS FIBERLOGY NYLON PA12+CF15 77

FIGURA 73 EJEMPLO DE CAUCHO NITRILO (NBR) EN LAacuteMINA 77

FIGURA 74 ADHESIVO GENEacuteRICO BIOCOMPONENTE EPOXI ARALDITE STANDARD 12+12 ML 78

FIGURA 75 DISENtildeO DE LA PATA PARA NX 10 84

FIGURA 76 MALLADO DE LA PATA 85

FIGURA 77 RESTRICCIOacuteN DE LA PATA 85

FIGURA 78 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN LA PATA 86

FIGURA 79 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 87

FIGURA 80 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 87

FIGURA 81 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 88

FIGURA 82 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 89

SUMARIO DE TABLAS

TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25

TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26

TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26

TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27

TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27

TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39

TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41

TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42

TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43

TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64

TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65

TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70

TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70

TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74

TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75

TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76

TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77

TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80

TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81

TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82

TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83

TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90

TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91

TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91

TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92

TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92

TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93

TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93

TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94

TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94

TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95

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INTRODUCCIOacuteN

Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis

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11 OBJETIVOS

El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su

evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el

canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo

bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea

a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad

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2 ESTADO DEL ARTE

Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales

21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS

Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute

211 ANTIGUO EGIPTO

La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC

212 IMPERIO ROMANO

En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla

Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom

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Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla

213 ALTA EDAD MEDIA

La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos

214 ANtildeO 1500

En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero

Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom

Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses

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215 SIGLO XVII Y XIX

En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo

En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano

216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO

La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones

Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom

Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes

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22 ATENTADO DE BOSTON

Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback

Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos

Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg

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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas

23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES

Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante

Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE

Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA

El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones

31 MAPA IDEAS

La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute

A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa

311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA

LA PROacuteTESIS

Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o

problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros

y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se

relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes

situaciones

Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan

ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras

especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis

bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter

Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute

perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la

primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la

capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear

maacutes proacutetesis como la suya

bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty

Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el

pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una

empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su

vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con

problemas en los picos

Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom

Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs

Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la

herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como

el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que

aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten

312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO

Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un

problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten

comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y

de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio

Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la

normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no

habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto

de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de

disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir

313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS

bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal

El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales

cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el

desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan

variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones

o no sea tan eficaz

Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal

Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta

que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los

perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o

dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda

estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten

bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada

Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se

adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus

funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades

que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo

de vida que pueda llevar

bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno

Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal

32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA

Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la

entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de

animales con discapacidad en las extremidades que conozco

Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o

molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema

complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran

mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos

resolver o simplemente no tendraacuten mascotas

Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso

que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas

razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten

se ha visto descartada

Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la

concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la

mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco

partes

bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes

de la operacioacuten

bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas

bull La experiencia del entrevistado

bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema

La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es

decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten

consolidada entre entrevistador y entrevistado

En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos

que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada

33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA

Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la

entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar

con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta

Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos

propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS

Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad

41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES

EN PERROS

Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos

bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip

bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo

bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable

bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por

bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)

Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes

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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo

branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento

20032004)

bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes

incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el

nacimiento (msdmanualscom)

Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro

42 ANATOMIA CANINA

A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la

proacutetesis y las zonas que afectariacutea

Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es

una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta

al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una

vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con

tres patas

Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una

amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga

pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino

pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades

restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y

muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo

esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce

en artritis u otros problemas articulares

Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos

problemas a la larga

Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el

movimiento que realiza al andar

421 BIOMECAacuteNICA CANINA

La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede

realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones

anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una

deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso

dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos

Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos

conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del

peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido

al peso de la cabeza y el 40 a la posterior

En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de

gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro

angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos

o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria

Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de

rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial

Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los

coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)

La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de

130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten

hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse

para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible

Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos

a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes

populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares

Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11

ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros

analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera

Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata

trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis

y que resistiraacuten las fuerzas

Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg

Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar

422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS

Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros

Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680

Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400

Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50

Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg

Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas

bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier

bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino

bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano

bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador

bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes

La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro

43 PROacuteTESIS

La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro

del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del

cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la

extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y

propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis

(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)

Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad

Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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431 EXOPROacuteTESIS

Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser

proacutetesis dentales de extremidad etc

Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un

molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede

antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta

de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la

proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar

maacutes la fijacioacuten

432 ENDOPROacuteTESIS

Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer

Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al

hueso se puede hacer de diferentes formas

bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca

433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS

Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se

Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom

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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad

434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS

Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los

aspectos funcionales o estructurales del cuerpo

A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia

principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente

a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que

la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la

funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente

44 ESTUDIO DE MERCADO

En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado

441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS

Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a

medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra

en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten

Precio 49091 euro

Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA

CANINA

Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni

Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea

Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de

miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de

miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza

correctamente

443 BETA IMPLANTS

Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales

con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de

valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h

Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden

proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos

de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos

disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber

queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten

Precio 76450 euro

Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom

Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA

La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo

coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato

arquitecto y ambientoacutelogo

Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un

limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber

impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la

elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este

tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias

instalaciones

445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS

Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa

sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una

mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son

felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas

Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una

proacutetesis

bull Arneacutes de soporte

Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el

ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional

cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de

mejorar la movilidad

Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al

arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un

soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas

bull Sillas de ruedas

Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o

se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres

extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten

bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada

Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute

sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las

dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que

el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por

desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o

en el suelo

bull Chalecos salvavidas

Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar

para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que

Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram

Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes

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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por

ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte

bull Calcetines antiderrapante para perros

Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar

maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la

abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo

446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER

Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente

bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales

bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien

Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

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posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos

bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse

bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo

bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada

447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER

Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten

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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS

Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos

bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y

que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades

Ortopegravediacaninacom

Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales

bull Perros con profesiones peligrosas

En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes

En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que

estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis

u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a

disentildear nuestra proacutetesis

En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos

estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo

de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten

se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos

encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes

compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo

Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom

Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom

Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom

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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es

relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos

conocidos

Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos

ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute

que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el

mercado

Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos

informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera

cual es el precio medio

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5 BRIEFING

En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto

511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD

Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip

Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia

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A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten

Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad

Fuente Elaboracioacuten propia

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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO

bull Cadena de usuario

Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten

Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto

Empleados tienda Menor Poco frecuente

Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento

Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis

ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado

bull Perro

Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten

Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten

Mayor

Mayor

Mayor

Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse

Cuanto mayor de edad es la

mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la

proacutetesis

Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis

Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro

Mayor

Mayor

Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el

modelo

Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma

de la extremidad tambieacuten

Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Agua cerca -Calentamiento

Criacutetico

Mayor

Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute

componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear

Dilatacioacuten de los materiales y los

efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la

Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia

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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales

Mayor

Criacutetico

Criacutetico

extremidad

Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe

de ser faacutecil de limpiar

Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones

a la mascota

Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar

el estilo de vida de la mascota

Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis

Menor

Criacutetico

Mayor

Mayor

Criacutetico

Mayor

El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo

Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis

Es importante pero con los

estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha

complicacioacuten

Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se

ajuste

Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien

Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga

Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

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513 CUADRO FUNCIONAL

FUNCIONES

Proacutetesis

riacutegida

Proacutetesis

ecoloacutegica

Arneacutes de

soporte

Silla de

ruedas

PR

INC

IPA

L

Soporte para que el perro pueda

transportarse de forma autoacutenoma

CR SI SI NO SI

DE

RIV

AD

AS

Respecto al perro

Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO

Adaptabilidad raacutepida del perro a la

proacutetesis MA NO NO SI SI

Se hace un escaacutener a la extremidad

amputada para que el dispositivo se

acople lo mejor posible

MA NO NO NO NO

Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI

Ajustable para diferentes tamantildeos

de perros CR NO NO NO NO

Respecto al ldquoduentildeordquo del perro

Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI

Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO

Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO

CO

MP

LE

ME

NT

AR

IAS

Funciones esteacuteticas y sociales

Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO

Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI

Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO

Funciones ecoloacutegicas

Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO

ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica

Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

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514 PRECEDENTES

El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas

Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante

515 AGUJEROS Y VENTANAS

Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente

Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl

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516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA

Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados

pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales

basadas en la ciencia y tecnologiacutea

A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya

bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos

las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual

Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se

realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto

podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado

elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico

deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos

de los componentes

Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con

su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la

proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el

buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos

517 ELECCIOacuteN

Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado

Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara

los siguientes beneficios

middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente

middot Personalizable para que sea uacutenica

middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil

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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo

modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten

de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis

Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando

esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban

las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto

generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos

puede tener una segunda oportunidad y una vida digna

518 TIPO DE DISENtildeO

La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final

1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel

2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas

posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible

3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal

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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING

En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas

61 ESTUDIO DE CONCEPTOS

Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas

611 PRIMER BOCETO

El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento

Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

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612 SEGUNDO BOCETO

Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior

613 TERCER BOCETO

Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos

Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL

63 PRIMER DISENtildeO 3D

Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor

Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia

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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D

Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)

641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA

Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos

642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS

Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral

Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD

AMPUTADA

Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor

644 GUIacuteAS PARA LA PATA

Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona

Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA

Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior

646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA

En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea

Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia

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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN

En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas

648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN

Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata

649 MEJORA DE SUJECIOacuteN

Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis

Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia

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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro

En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar

65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS

En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal

Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia

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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA

Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo

Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos

Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis

bull Extremidad del perro

Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia

Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm

Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm

Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm

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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando

Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm

En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a

Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia

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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara

En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa

Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa

66 DISENtildeO FINAL

Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata

Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales

661 CONTEXTUALIZACIOacuteN

La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes

Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL

ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA

El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde

se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final

1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo

Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener

una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de

detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten

inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D

Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos

grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto

optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien

pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte

mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos

2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para

que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si

utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D

Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no

hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la

opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado

Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom

Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va

generar como archivo obj

3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl

4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos

5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa

6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png

Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son

bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos

bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)

bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales

Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom

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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA

Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa

Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura de Pata (mm) 100 150 190 230

Diaacutemetro (mm) A B C

Profundidad (mm) 1 2 3

El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta

681 ALTURA DE LA PATA

La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro

Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia

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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal

bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm

bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm

bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm

bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm

Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes

Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia

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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA

El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros

bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm

bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm

bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm

bull

683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS

Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura

bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm

bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm

bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm

Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho

Fuente Elaboracioacuten propia

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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES

Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos

691 PARTE INTERNA

La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis

Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia

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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis

692 PARTE EXTERNA

La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura

La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan

Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia

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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO

Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal

Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten

694 UNIONES

Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80

bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6

Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia

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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa

Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres

Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom

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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912

Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes

Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes

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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES

Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son

bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio

bull Resistente a los golpes

bull Coste econoacutemico

bull Adecuado para la impresioacuten 3D

bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos

6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D

De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son

bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad

bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis

bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata

bull Material reciclable

bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis

Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos

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6102 MATERIAL DE LA CARCASA

Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D

De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten

bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable

Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack

Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom

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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad

bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material

Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas

A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido

Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3

Precio 231 ndash 278 EURkg

Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa

Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa

Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa

Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa

Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan

Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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6103 MATERIAL DE LA PATA

Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir

bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes

Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3

Precio 297 ndash 329 EURkg

Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa

Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa

Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa

Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa

Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor

Mecanizabilidad 1 ndash 3

Reciclaje No

bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez

Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3

Precio 289 ndash 426 EURkg

Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa

Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa

Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa

Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa

Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica

Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos

6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN

Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno

Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor

Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees

Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees

Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom

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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones

Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom

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611 AMFE

El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son

bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada

bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos

bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo

bull CAUSA Es aquello que produce el error

bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso

Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores

bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)

bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)

bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)

Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado

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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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7 CAacuteLCULOS

Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba

bull La forma de la proacutetesis

bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones

71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA

Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge

Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso

Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del

programa

Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon

PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir

manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el

fabricante

Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de

datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido

Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de

la pata que estaraacute sujeto a la carcasa

Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas

bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse

bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se

flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada

72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE

Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata

Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro

reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el

40 restante

Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza

utilizada es para ese tamantildeo de perro

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873

Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto

con el suelo

Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error

ver los resultados

Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

87

Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no

se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que

tambieacuten absorberaacute los golpes

Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

88

En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un

liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195

MPa

73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO

Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado

en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899

119865119862119889119910119899 = 3

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873

Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en

pie pero entra en los paraacutemetros

Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten

dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza

Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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8 PRESUPUESTOS

En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas

81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA

Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad

Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)

Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000

Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400

Desarrollo del concepto 30 106 31800

Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000

Modelacioacuten 3D 30 108 32400

Simulaciones 30 27 8100

Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700

Total 578 173400

El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto

Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia

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82 TIPOS DE COSTES

A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc

821 COSTE DE LOS MATERIALES

El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar

Materiales Precio unitario (euro)

Unidades Precio (euro)

Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478

Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350

Tuerca DIN-934 M6

002710 2 00542

Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240

Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD

1118000 02 22360

Total 25970

Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912

bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno

bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una

Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar

Materiales Cantidad de material (g)

Cantidad de material para una proacutetesis

aprox (g)

Precio de cada rollo de filamento (euro)

Precio para una proacutetesis

(euro)

Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110

Filamentos de Flex X-920

600 60 164600 16460

Filamentos de Fiberlogy Nylon

500 100 529900 105980

Total + 2 de desechos 178041

Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D

Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia

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822 COSTES DE MAQUINARIA

Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten

Maquinas Precio (euro)

Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700

Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357

Herramientas 5000

Total 363057

Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral

119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904

119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =

15870000

220 times 8= 09017euro

La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro

823 COSTES DE ELECTRICIDAD

Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad

Coste de energiacutea (eurokWh) 0150

Consumo medio (kW) 0500

Coste por hora de la luz (euroh) 0075

Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten

Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia

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Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)

Carcasa 8 0600

Adaptador 3 0225

Pata 13 0975

Total 1800

Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata

83 COSTES DE PERSONAL

Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten

Puesta en marcha de la impresora (h) 1

Postproduccioacuten (h) 1

Total de horas para 1 pieza (h) 2

Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000

2000= 20 euro

Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo

84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN

La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten

Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia

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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)

Coste del adaptador de la

proacutetesis (euro)

Coste de la pata (euro)

Coste de materiales

- Materiales 52110 16460 105980

- Electricidad 06000 02250 09750

Coste de operario

- Preparacioacuten 10 10 10

- Postproduccioacuten 10 10 10

Coste de fallos (10) 25811 21871 31573

Total 283921 240581 347303

Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro

Piezas de la proacutetesis Coste (euro)

Carcasa 283921

Adaptados 240581

Pata 347303

Amortizacioacuten 72136

Tornillos 03610

Epoxi 22360

Calcetiacuten 01184

Correas de sujecioacuten 09580

Total 980675

Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro

Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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85 VENTA AL PUacuteBLICO

Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30

119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro

86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904

119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900

Caacutelculo del punto de equilibrio

Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro

Materiales 9806euro

Precio del producto en venta 12750euro

Costes fijos 5760000euro + 1734000euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904

Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se

trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer

tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta

Si

119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904

Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218

unidades que siacute se puede contemplar producir

Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia

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9 CONCLUSIONES

Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito

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AGRADECIMIENTOS

Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo

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Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Nylon PA12+CF15 175 mm (s f) 3DJake Espantildea Consultado el 03062020

httpswww3djakeesfiberlogynylon-pa12cf15

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Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Page 4: TREBAJO FINAL DE GRADO - upcommons.upc.edu

RESUM

Aquest Treball de Fi de Grau teacute com a propogravesit dissenyar una progravetesi per a gos que sigui capaccedil de substituir lrsquoextremitat darrera i que es pugui fabricar amb una impressora 3D Actualment el mercat de progravetesi per a gos estagrave molt limitat i amb preus molt elevats sense comentar que ninguacute utilitza la impressioacute 3D Aixograve es deu al fet que no fa molt quan un gos perdia la seva extremitat normalment se sacrificava o se li deixava amb tres potes perograve a poc a poc srsquoestagrave donant visibilitat i una nova sortida a aquest problema En aquest projecte es faragrave un estudi detallat del mercat per saber on posicionar el producte Despreacutes es faragrave un briefing per posar les bases de la progravetesi i despreacutes es desenvoluparagrave fent el disseny 3D amb totes les justificacions de formes materials i cagravelculs Un cop acabat es faran els pressupostos on srsquoexplicaran tots els costos i quant valdria la progravetesi al mercat A causa de la pandegravemia de la COVID-19 alguns apartats del treball no srsquohan pogut realitzar com srsquoimaginava perograve srsquoha intentat fer el millor possible amb les eines que disposagravevem

Paraules clau (10 magravexim)

Progravetesi Caniacute Gos Disseny

Impressioacute 3D Amputacioacute Extremitat darrera

ABSTRACT

The purpose of this End of Degree Project is to design a dog prosthesis that is capable of replacing the hind limb and that can be manufactured with a 3D printer Currently the dog prosthesis market is very limited and has very high prices not only that but also nobody uses 3D printing This is due to not long ago when a dog lost its limb it was usually sacrificed or left with three legs but little by little visibility and a new way out of this problem is being given In this project a detailed study of the market will be made to know where to position the product Then a briefing will be made to put the bases of the prosthesis and right after the 3D design will be created with all the justifications of forms materials and calculations Once it is finished we will make a budget where we will explain the costs and how much the prosthesis would be worth in the market Due to the COVID-19 pandemic there are some sections of the work that could not be done as desired but we have tried to do the best with the tools that were available

Keywords (10 maximum)

Prosthesis Canine Dog Design

3D impression Amputation Lower limb

SUMARIO

INTRODUCCIOacuteN 8

11 OBJETIVOS 9

2 ESTADO DEL ARTE 10

21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS 10

211 ANTIGUO EGIPTO 10

212 IMPERIO ROMANO 10

213 ALTA EDAD MEDIA 11

214 ANtildeO 1500 11

215 SIGLO XVII Y XIX 12

216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO 12

22 ATENTADO DE BOSTON 13

23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES 14

24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE 15

3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA 16

31 MAPA IDEAS 16

311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA LA PROacuteTESIS 16

312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO 18

313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS 18

32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA 19

33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA 20

4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS 21

41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES EN PERROS 21

42 ANATOMIA CANINA 22

421 BIOMECAacuteNICA CANINA 23

422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS 27

43 PROacuteTESIS 28

431 EXOPROacuteTESIS 29

432 ENDOPROacuteTESIS 29

433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS 29

434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS 30

44 ESTUDIO DE MERCADO 30

441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS 30

442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA CANINA 31

443 BETA IMPLANTS 31

444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA 32

445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS 32

446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34

447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 35

45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS 36

5 BRIEFING 39

511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD 39

512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO 41

513 CUADRO FUNCIONAL 43

514 PRECEDENTES 44

515 AGUJEROS Y VENTANAS 44

516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA 45

517 ELECCIOacuteN 45

518 TIPO DE DISENtildeO 46

6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING 47

61 ESTUDIO DE CONCEPTOS 47

611 PRIMER BOCETO 47

612 SEGUNDO BOCETO 48

613 TERCER BOCETO 48

62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL 49

63 PRIMER DISENtildeO 3D 49

64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D 50

641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA 50

642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS 50

643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD AMPUTADA 51

644 GUIacuteAS PARA LA PATA 51

645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA 52

646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA 52

647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN 53

648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN 53

649 MEJORA DE SUJECIOacuteN 53

65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS 54

651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA 55

66 DISENtildeO FINAL 60

661 CONTEXTUALIZACIOacuteN 61

67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA 62

68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA 64

681 ALTURA DE LA PATA 64

682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA 66

683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS 66

69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES 67

691 PARTE INTERNA 67

692 PARTE EXTERNA 68

693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO 69

694 UNIONES 69

610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES 72

6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D 72

6102 MATERIAL DE LA CARCASA 73

6103 MATERIAL DE LA PATA 75

6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN 77

611 AMFE 79

7 CAacuteLCULOS 84

71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA 84

72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE 86

73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO 88

8 PRESUPUESTOS 90

81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA 90

82 TIPOS DE COSTES 91

821 COSTE DE LOS MATERIALES 91

822 COSTES DE MAQUINARIA 92

823 COSTES DE ELECTRICIDAD 92

83 COSTES DE PERSONAL 93

84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN 93

85 VENTA AL PUacuteBLICO 95

86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN 95

9 CONCLUSIONES 96

AGRADECIMIENTOS 97

WEBGRAFIA 98

SUMARIO DE FIGURAS

FIGURA 1 PRIMERA PROacuteTESIS FABRICADA 10

FIGURA 2 PROacuteTESIS DEL IMPERO ROMANO 11

FIGURA 3 PROacuteTESIS DE LA EDAD MEDIA 11

FIGURA 4 PROacuteTESIS DEL SIGLO XIX 12

FIGURA 5 EVOLUCIOacuteN DE LA PROacuteTESIS 12

FIGURA 6 PROacuteTESIS DE LA INVESTIGACIOacuteN ldquoREVOLUCIONANDO PROacuteTESISrdquo 13

FIGURA7 EL TALLER DE ORTHOCARE Y ALGUNO DE SUS TRABAJOS 14

FIGURA 8 MAPA DE IDEAS 16

FIGURA 9 WINTER CON SU PROacuteTESIS DE ALETA 17

FIGURA 10 BEAUTY CON SU PROacuteTESIS DE PICO 17

FIGURA 11 SENtildeOR STUBBS CON SU PROacuteTESIS DE COLA 18

FIGURA 12 TUMOR EN EXTREMIDAD CANINA 21

FIGURA 13 ZONAS AFECTAS POR PEacuteRDIDA DE EXTREMIDAD TRASERA 22

FIGURA 14 AacuteNGULOS DE LA RODILLA CUANDO CORRE Y CUANDO ESTAacute EN POSICIOacuteN VERTICAL 24

FIGURA 15 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 24

FIGURA 16 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 25

FIGURA 17 MEDIAS DE UN PERRO PARA GUIAR EN LA TABLA 28

FIGURA 18 FUNCIONAMIENTO DE PROacuteTESIS AL VACIacuteO 29

FIGURA 19 PROacuteTESIS DE ORTOCANIS 30

FIGURA 20 PROacuteTESIS DE ORTOPEDIACANINA 31

FIGURA 21 DISENtildeO DE IMPLANTE 31

FIGURA 22 SENtildeOR PROacuteTESIS A PARTIR DE UN BOTE LIMPIACRISTALES 32

FIGURA 23 PERRO CON ARNEacuteS DE SOPORTE 33

FIGURA 24 PERRO CON SILLA DE RUEDAS 33

FIGURA 25 ESQUEMA DE LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34

FIGURA 26 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 36

FIGURA 27 PERRO CON AMPUTACIOacuteN DE TAMANtildeO MEDIO 37

FIGURA 28 PERRO DE TAMANtildeO GRANDE 37

FIGURA 29 PERRO POLICIacuteA 37

FIGURA 30 FASES DEL BRIEFING 39

FIGURA 31 STORYBOARD DEL PROBLEMA DE PERDER UNA EXTREMIDAD 40

FIGURA 33 PRIMER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 47

FIGURA 34 SEGUNDO BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48

FIGURA 35 TERCER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48

FIGURA 36 BOCETOS DEL DISENtildeO FINAL 49

FIGURA 37 VISTA ISOMEacuteTRICA DEL DISENtildeO 3D JUNTO AL ALZADO PLANTA Y PERFIL 49

FIGURA 38 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50

FIGURA 39 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50

FIGURA 40 MEJORA EN LA EXTRUSIOacuteN DE LA CARCASA 51

FIGURA 41 CARCASA CON GUIacuteA PARA LA PATA 51

FIGURA 42 REDISENtildeO DE LAS GUIacuteAS 52

FIGURA 43 CREACIOacuteN DE TAPA INFERIOR 52

FIGURA 44 MEJOR DEL DISENtildeO DEL CALCETIacuteN 53

FIGURA 45 AacuteNGULO DEL CALCETIacuteN EN CONTACTO CON EL SUELO 53

FIGURA 46 SUJECIONES DE LA CORREA 54

FIGURA 47 SUJECIOacuteN ANtildeADIDA 54

FIGURA 48 PRIMER BOCETO DE LA FORMA DE LA PROacuteTESIS 55

FIGURA 49 PROPORCIONES DE LA PATA DE PERRO 56

FIGURA 50 PROPORCIONES DE LA PROacuteTESIS 57

FIGURA 51 VARIACIONES DE AacuteNGULOS SEGUacuteN LA POSICIOacuteN DE LA CARCASA 58

FIGURA 52 MODIFICACIOacuteN DE AacuteNGULOS 58

FIGURA 53 MODIFICACIOacuteN DE LA CARCASA 59

FIGURA 54 REPRESENTACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN 60

FIGURA 55 VISTAS DEL DISENtildeO FINAL 60

FIGURA 56 COMBINACIONES DE COLORES 61

FIGURA 57 CONTEXTUALIZACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS CON PERROS DE TAMANtildeO DIFERENTE Y COLOR DE PELO DIFERENTES 61

FIGURA 58 ESCAgraveNER SCANTECH 62

FIGURA 59 ESCAgraveNER 3DS SENSE 62

FIGURA 60 IMPRESORA ORIGINAL PRUSA I3 MK3S 63

FIGURA 61 MODELO DE PATA CON ALTURA Y ANCHO 65

FIGURA 62 MODELO DE CARCASA CON RADIO Y ANCHO 66

FIGURA 63 MODELO DE CARCASA CON PROFUNDIDAD 67

FIGURA 64 MODELO DEL ESCANEADO 3D CON UN CORTE PARA VER EL INTERIOR 68

FIGURA 65 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA CARCASA 68

FIGURA 66 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA PARA 69

FIGURA 67 ROLLO DE FILAMENTOS FLEX X-920 SAKATA 3D 73

FIGURA 68 GRAFICO QUE TIENE EN CUENTA EL PRECIO DEL MATERIAL Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIOacuteN 73

FIGURA 69 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74

FIGURA 70 FILAMENTO ABS DE LA MARCA GEMBIRD 75

FIGURA71 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 75

FIGURA 72 ROLLO DE FILAMENTOS FIBERLOGY NYLON PA12+CF15 77

FIGURA 73 EJEMPLO DE CAUCHO NITRILO (NBR) EN LAacuteMINA 77

FIGURA 74 ADHESIVO GENEacuteRICO BIOCOMPONENTE EPOXI ARALDITE STANDARD 12+12 ML 78

FIGURA 75 DISENtildeO DE LA PATA PARA NX 10 84

FIGURA 76 MALLADO DE LA PATA 85

FIGURA 77 RESTRICCIOacuteN DE LA PATA 85

FIGURA 78 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN LA PATA 86

FIGURA 79 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 87

FIGURA 80 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 87

FIGURA 81 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 88

FIGURA 82 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 89

SUMARIO DE TABLAS

TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25

TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26

TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26

TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27

TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27

TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39

TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41

TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42

TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43

TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64

TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65

TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70

TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70

TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74

TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75

TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76

TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77

TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80

TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81

TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82

TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83

TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90

TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91

TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91

TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92

TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92

TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93

TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93

TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94

TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94

TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95

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INTRODUCCIOacuteN

Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis

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11 OBJETIVOS

El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su

evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el

canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo

bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea

a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad

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2 ESTADO DEL ARTE

Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales

21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS

Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute

211 ANTIGUO EGIPTO

La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC

212 IMPERIO ROMANO

En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla

Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom

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Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla

213 ALTA EDAD MEDIA

La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos

214 ANtildeO 1500

En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero

Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom

Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses

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215 SIGLO XVII Y XIX

En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo

En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano

216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO

La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones

Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom

Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes

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22 ATENTADO DE BOSTON

Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback

Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos

Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg

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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas

23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES

Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante

Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees

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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE

Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA

El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones

31 MAPA IDEAS

La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute

A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa

311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA

LA PROacuteTESIS

Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o

problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros

y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se

relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes

situaciones

Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

17

Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan

ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras

especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis

bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter

Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute

perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la

primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la

capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear

maacutes proacutetesis como la suya

bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty

Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el

pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una

empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su

vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con

problemas en los picos

Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom

Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs

Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la

herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como

el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que

aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten

312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO

Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un

problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten

comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y

de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio

Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la

normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no

habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto

de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de

disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir

313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS

bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal

El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales

cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el

desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan

variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones

o no sea tan eficaz

Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom

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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal

Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta

que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los

perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o

dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda

estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten

bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada

Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se

adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus

funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades

que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo

de vida que pueda llevar

bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno

Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal

32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA

Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la

entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de

animales con discapacidad en las extremidades que conozco

Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o

molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema

complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran

mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos

resolver o simplemente no tendraacuten mascotas

Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso

que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas

razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten

se ha visto descartada

Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la

concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la

mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco

partes

bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes

de la operacioacuten

bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas

bull La experiencia del entrevistado

bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema

La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es

decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten

consolidada entre entrevistador y entrevistado

En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos

que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada

33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA

Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la

entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar

con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta

Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos

propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana

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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS

Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad

41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES

EN PERROS

Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos

bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip

bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo

bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable

bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por

bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)

Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes

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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo

branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento

20032004)

bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes

incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el

nacimiento (msdmanualscom)

Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro

42 ANATOMIA CANINA

A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la

proacutetesis y las zonas que afectariacutea

Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es

una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta

al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una

vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con

tres patas

Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una

amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga

pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino

pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades

restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y

muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo

esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce

en artritis u otros problemas articulares

Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom

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Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos

problemas a la larga

Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el

movimiento que realiza al andar

421 BIOMECAacuteNICA CANINA

La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede

realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones

anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una

deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso

dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos

Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos

conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del

peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido

al peso de la cabeza y el 40 a la posterior

En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de

gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro

angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos

o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria

Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de

rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial

Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los

coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)

La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de

130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten

hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)

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Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse

para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible

Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos

a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes

populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares

Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11

ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros

analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera

Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia

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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg

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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata

trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis

y que resistiraacuten las fuerzas

Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg

Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg

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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar

422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS

Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros

Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680

Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400

Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50

Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg

Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas

bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier

bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino

bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano

bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador

bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes

La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro

43 PROacuteTESIS

La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro

del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del

cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la

extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y

propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis

(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)

Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad

Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom

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431 EXOPROacuteTESIS

Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser

proacutetesis dentales de extremidad etc

Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un

molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede

antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta

de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la

proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar

maacutes la fijacioacuten

432 ENDOPROacuteTESIS

Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer

Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al

hueso se puede hacer de diferentes formas

bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca

433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS

Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se

Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom

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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad

434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS

Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los

aspectos funcionales o estructurales del cuerpo

A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia

principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente

a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que

la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la

funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente

44 ESTUDIO DE MERCADO

En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado

441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS

Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a

medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra

en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten

Precio 49091 euro

Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom

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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA

CANINA

Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni

Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea

Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de

miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de

miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza

correctamente

443 BETA IMPLANTS

Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales

con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de

valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h

Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden

proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos

de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos

disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber

queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten

Precio 76450 euro

Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom

Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom

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444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA

La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo

coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato

arquitecto y ambientoacutelogo

Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un

limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber

impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la

elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este

tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias

instalaciones

445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS

Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa

sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una

mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son

felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas

Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una

proacutetesis

bull Arneacutes de soporte

Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el

ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional

cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de

mejorar la movilidad

Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom

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Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al

arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un

soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas

bull Sillas de ruedas

Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o

se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres

extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten

bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada

Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute

sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las

dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que

el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por

desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o

en el suelo

bull Chalecos salvavidas

Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar

para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que

Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram

Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por

ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte

bull Calcetines antiderrapante para perros

Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar

maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la

abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo

446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER

Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente

bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales

bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien

Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos

bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse

bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo

bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada

447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER

Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

36

45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS

Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos

bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y

que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades

Ortopegravediacaninacom

Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

37

bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales

bull Perros con profesiones peligrosas

En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes

En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que

estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis

u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a

disentildear nuestra proacutetesis

En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos

estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo

de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten

se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos

encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes

compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo

Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom

Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom

Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

38

Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es

relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos

conocidos

Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos

ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute

que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el

mercado

Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos

informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera

cual es el precio medio

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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5 BRIEFING

En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto

511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD

Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip

Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

40

A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten

Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad

Fuente Elaboracioacuten propia

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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO

bull Cadena de usuario

Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten

Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto

Empleados tienda Menor Poco frecuente

Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento

Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis

ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado

bull Perro

Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten

Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten

Mayor

Mayor

Mayor

Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse

Cuanto mayor de edad es la

mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la

proacutetesis

Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis

Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro

Mayor

Mayor

Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el

modelo

Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma

de la extremidad tambieacuten

Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Agua cerca -Calentamiento

Criacutetico

Mayor

Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute

componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear

Dilatacioacuten de los materiales y los

efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la

Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia

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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales

Mayor

Criacutetico

Criacutetico

extremidad

Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe

de ser faacutecil de limpiar

Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones

a la mascota

Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar

el estilo de vida de la mascota

Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis

Menor

Criacutetico

Mayor

Mayor

Criacutetico

Mayor

El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo

Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis

Es importante pero con los

estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha

complicacioacuten

Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se

ajuste

Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien

Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga

Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

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513 CUADRO FUNCIONAL

FUNCIONES

Proacutetesis

riacutegida

Proacutetesis

ecoloacutegica

Arneacutes de

soporte

Silla de

ruedas

PR

INC

IPA

L

Soporte para que el perro pueda

transportarse de forma autoacutenoma

CR SI SI NO SI

DE

RIV

AD

AS

Respecto al perro

Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO

Adaptabilidad raacutepida del perro a la

proacutetesis MA NO NO SI SI

Se hace un escaacutener a la extremidad

amputada para que el dispositivo se

acople lo mejor posible

MA NO NO NO NO

Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI

Ajustable para diferentes tamantildeos

de perros CR NO NO NO NO

Respecto al ldquoduentildeordquo del perro

Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI

Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO

Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO

CO

MP

LE

ME

NT

AR

IAS

Funciones esteacuteticas y sociales

Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO

Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI

Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO

Funciones ecoloacutegicas

Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO

ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica

Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

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514 PRECEDENTES

El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas

Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante

515 AGUJEROS Y VENTANAS

Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente

Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl

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45

516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA

Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados

pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales

basadas en la ciencia y tecnologiacutea

A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya

bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos

las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual

Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se

realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto

podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado

elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico

deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos

de los componentes

Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con

su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la

proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el

buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos

517 ELECCIOacuteN

Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado

Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara

los siguientes beneficios

middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente

middot Personalizable para que sea uacutenica

middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil

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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo

modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten

de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis

Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando

esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban

las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto

generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos

puede tener una segunda oportunidad y una vida digna

518 TIPO DE DISENtildeO

La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final

1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel

2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas

posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible

3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal

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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING

En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas

61 ESTUDIO DE CONCEPTOS

Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas

611 PRIMER BOCETO

El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento

Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

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612 SEGUNDO BOCETO

Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior

613 TERCER BOCETO

Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos

Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL

63 PRIMER DISENtildeO 3D

Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor

Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia

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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D

Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)

641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA

Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos

642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS

Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral

Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD

AMPUTADA

Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor

644 GUIacuteAS PARA LA PATA

Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona

Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA

Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior

646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA

En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea

Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia

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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN

En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas

648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN

Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata

649 MEJORA DE SUJECIOacuteN

Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis

Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro

En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar

65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS

En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal

Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia

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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA

Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo

Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos

Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis

bull Extremidad del perro

Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia

Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm

Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm

Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm

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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando

Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm

En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a

Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia

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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara

En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa

Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa

66 DISENtildeO FINAL

Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata

Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales

661 CONTEXTUALIZACIOacuteN

La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes

Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia

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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL

ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA

El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde

se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final

1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo

Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener

una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de

detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten

inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D

Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos

grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto

optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien

pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte

mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos

2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para

que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si

utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D

Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no

hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la

opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado

Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom

Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va

generar como archivo obj

3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl

4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos

5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa

6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png

Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son

bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos

bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)

bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales

Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom

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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA

Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa

Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura de Pata (mm) 100 150 190 230

Diaacutemetro (mm) A B C

Profundidad (mm) 1 2 3

El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta

681 ALTURA DE LA PATA

La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro

Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia

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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal

bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm

bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm

bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm

bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm

Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes

Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia

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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA

El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros

bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm

bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm

bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm

bull

683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS

Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura

bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm

bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm

bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm

Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho

Fuente Elaboracioacuten propia

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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES

Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos

691 PARTE INTERNA

La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis

Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia

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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis

692 PARTE EXTERNA

La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura

La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan

Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia

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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO

Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal

Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten

694 UNIONES

Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80

bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6

Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia

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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa

Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres

Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom

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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912

Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes

Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes

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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES

Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son

bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio

bull Resistente a los golpes

bull Coste econoacutemico

bull Adecuado para la impresioacuten 3D

bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos

6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D

De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son

bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad

bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis

bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata

bull Material reciclable

bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis

Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos

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6102 MATERIAL DE LA CARCASA

Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D

De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten

bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable

Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack

Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom

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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad

bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material

Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas

A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido

Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3

Precio 231 ndash 278 EURkg

Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa

Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa

Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa

Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa

Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan

Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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6103 MATERIAL DE LA PATA

Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir

bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes

Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3

Precio 297 ndash 329 EURkg

Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa

Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa

Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa

Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa

Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor

Mecanizabilidad 1 ndash 3

Reciclaje No

bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez

Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3

Precio 289 ndash 426 EURkg

Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa

Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa

Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa

Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa

Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica

Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos

6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN

Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno

Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor

Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees

Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees

Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom

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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones

Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom

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611 AMFE

El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son

bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada

bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos

bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo

bull CAUSA Es aquello que produce el error

bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso

Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores

bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)

bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)

bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)

Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado

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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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7 CAacuteLCULOS

Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba

bull La forma de la proacutetesis

bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones

71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA

Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge

Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso

Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del

programa

Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon

PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir

manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el

fabricante

Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de

datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido

Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de

la pata que estaraacute sujeto a la carcasa

Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas

bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse

bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se

flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada

72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE

Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata

Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro

reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el

40 restante

Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza

utilizada es para ese tamantildeo de perro

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873

Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto

con el suelo

Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error

ver los resultados

Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

87

Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no

se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que

tambieacuten absorberaacute los golpes

Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

88

En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un

liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195

MPa

73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO

Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado

en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899

119865119862119889119910119899 = 3

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873

Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en

pie pero entra en los paraacutemetros

Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten

dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza

Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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8 PRESUPUESTOS

En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas

81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA

Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad

Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)

Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000

Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400

Desarrollo del concepto 30 106 31800

Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000

Modelacioacuten 3D 30 108 32400

Simulaciones 30 27 8100

Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700

Total 578 173400

El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto

Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia

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82 TIPOS DE COSTES

A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc

821 COSTE DE LOS MATERIALES

El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar

Materiales Precio unitario (euro)

Unidades Precio (euro)

Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478

Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350

Tuerca DIN-934 M6

002710 2 00542

Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240

Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD

1118000 02 22360

Total 25970

Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912

bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno

bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una

Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar

Materiales Cantidad de material (g)

Cantidad de material para una proacutetesis

aprox (g)

Precio de cada rollo de filamento (euro)

Precio para una proacutetesis

(euro)

Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110

Filamentos de Flex X-920

600 60 164600 16460

Filamentos de Fiberlogy Nylon

500 100 529900 105980

Total + 2 de desechos 178041

Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D

Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia

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822 COSTES DE MAQUINARIA

Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten

Maquinas Precio (euro)

Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700

Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357

Herramientas 5000

Total 363057

Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral

119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904

119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =

15870000

220 times 8= 09017euro

La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro

823 COSTES DE ELECTRICIDAD

Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad

Coste de energiacutea (eurokWh) 0150

Consumo medio (kW) 0500

Coste por hora de la luz (euroh) 0075

Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten

Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia

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Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)

Carcasa 8 0600

Adaptador 3 0225

Pata 13 0975

Total 1800

Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata

83 COSTES DE PERSONAL

Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten

Puesta en marcha de la impresora (h) 1

Postproduccioacuten (h) 1

Total de horas para 1 pieza (h) 2

Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000

2000= 20 euro

Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo

84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN

La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten

Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia

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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)

Coste del adaptador de la

proacutetesis (euro)

Coste de la pata (euro)

Coste de materiales

- Materiales 52110 16460 105980

- Electricidad 06000 02250 09750

Coste de operario

- Preparacioacuten 10 10 10

- Postproduccioacuten 10 10 10

Coste de fallos (10) 25811 21871 31573

Total 283921 240581 347303

Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro

Piezas de la proacutetesis Coste (euro)

Carcasa 283921

Adaptados 240581

Pata 347303

Amortizacioacuten 72136

Tornillos 03610

Epoxi 22360

Calcetiacuten 01184

Correas de sujecioacuten 09580

Total 980675

Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro

Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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85 VENTA AL PUacuteBLICO

Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30

119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro

86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904

119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900

Caacutelculo del punto de equilibrio

Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro

Materiales 9806euro

Precio del producto en venta 12750euro

Costes fijos 5760000euro + 1734000euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904

Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se

trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer

tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta

Si

119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904

Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218

unidades que siacute se puede contemplar producir

Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia

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9 CONCLUSIONES

Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito

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AGRADECIMIENTOS

Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo

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ABSTRACT

The purpose of this End of Degree Project is to design a dog prosthesis that is capable of replacing the hind limb and that can be manufactured with a 3D printer Currently the dog prosthesis market is very limited and has very high prices not only that but also nobody uses 3D printing This is due to not long ago when a dog lost its limb it was usually sacrificed or left with three legs but little by little visibility and a new way out of this problem is being given In this project a detailed study of the market will be made to know where to position the product Then a briefing will be made to put the bases of the prosthesis and right after the 3D design will be created with all the justifications of forms materials and calculations Once it is finished we will make a budget where we will explain the costs and how much the prosthesis would be worth in the market Due to the COVID-19 pandemic there are some sections of the work that could not be done as desired but we have tried to do the best with the tools that were available

Keywords (10 maximum)

Prosthesis Canine Dog Design

3D impression Amputation Lower limb

SUMARIO

INTRODUCCIOacuteN 8

11 OBJETIVOS 9

2 ESTADO DEL ARTE 10

21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS 10

211 ANTIGUO EGIPTO 10

212 IMPERIO ROMANO 10

213 ALTA EDAD MEDIA 11

214 ANtildeO 1500 11

215 SIGLO XVII Y XIX 12

216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO 12

22 ATENTADO DE BOSTON 13

23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES 14

24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE 15

3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA 16

31 MAPA IDEAS 16

311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA LA PROacuteTESIS 16

312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO 18

313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS 18

32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA 19

33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA 20

4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS 21

41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES EN PERROS 21

42 ANATOMIA CANINA 22

421 BIOMECAacuteNICA CANINA 23

422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS 27

43 PROacuteTESIS 28

431 EXOPROacuteTESIS 29

432 ENDOPROacuteTESIS 29

433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS 29

434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS 30

44 ESTUDIO DE MERCADO 30

441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS 30

442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA CANINA 31

443 BETA IMPLANTS 31

444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA 32

445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS 32

446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34

447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 35

45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS 36

5 BRIEFING 39

511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD 39

512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO 41

513 CUADRO FUNCIONAL 43

514 PRECEDENTES 44

515 AGUJEROS Y VENTANAS 44

516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA 45

517 ELECCIOacuteN 45

518 TIPO DE DISENtildeO 46

6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING 47

61 ESTUDIO DE CONCEPTOS 47

611 PRIMER BOCETO 47

612 SEGUNDO BOCETO 48

613 TERCER BOCETO 48

62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL 49

63 PRIMER DISENtildeO 3D 49

64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D 50

641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA 50

642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS 50

643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD AMPUTADA 51

644 GUIacuteAS PARA LA PATA 51

645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA 52

646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA 52

647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN 53

648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN 53

649 MEJORA DE SUJECIOacuteN 53

65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS 54

651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA 55

66 DISENtildeO FINAL 60

661 CONTEXTUALIZACIOacuteN 61

67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA 62

68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA 64

681 ALTURA DE LA PATA 64

682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA 66

683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS 66

69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES 67

691 PARTE INTERNA 67

692 PARTE EXTERNA 68

693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO 69

694 UNIONES 69

610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES 72

6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D 72

6102 MATERIAL DE LA CARCASA 73

6103 MATERIAL DE LA PATA 75

6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN 77

611 AMFE 79

7 CAacuteLCULOS 84

71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA 84

72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE 86

73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO 88

8 PRESUPUESTOS 90

81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA 90

82 TIPOS DE COSTES 91

821 COSTE DE LOS MATERIALES 91

822 COSTES DE MAQUINARIA 92

823 COSTES DE ELECTRICIDAD 92

83 COSTES DE PERSONAL 93

84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN 93

85 VENTA AL PUacuteBLICO 95

86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN 95

9 CONCLUSIONES 96

AGRADECIMIENTOS 97

WEBGRAFIA 98

SUMARIO DE FIGURAS

FIGURA 1 PRIMERA PROacuteTESIS FABRICADA 10

FIGURA 2 PROacuteTESIS DEL IMPERO ROMANO 11

FIGURA 3 PROacuteTESIS DE LA EDAD MEDIA 11

FIGURA 4 PROacuteTESIS DEL SIGLO XIX 12

FIGURA 5 EVOLUCIOacuteN DE LA PROacuteTESIS 12

FIGURA 6 PROacuteTESIS DE LA INVESTIGACIOacuteN ldquoREVOLUCIONANDO PROacuteTESISrdquo 13

FIGURA7 EL TALLER DE ORTHOCARE Y ALGUNO DE SUS TRABAJOS 14

FIGURA 8 MAPA DE IDEAS 16

FIGURA 9 WINTER CON SU PROacuteTESIS DE ALETA 17

FIGURA 10 BEAUTY CON SU PROacuteTESIS DE PICO 17

FIGURA 11 SENtildeOR STUBBS CON SU PROacuteTESIS DE COLA 18

FIGURA 12 TUMOR EN EXTREMIDAD CANINA 21

FIGURA 13 ZONAS AFECTAS POR PEacuteRDIDA DE EXTREMIDAD TRASERA 22

FIGURA 14 AacuteNGULOS DE LA RODILLA CUANDO CORRE Y CUANDO ESTAacute EN POSICIOacuteN VERTICAL 24

FIGURA 15 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 24

FIGURA 16 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 25

FIGURA 17 MEDIAS DE UN PERRO PARA GUIAR EN LA TABLA 28

FIGURA 18 FUNCIONAMIENTO DE PROacuteTESIS AL VACIacuteO 29

FIGURA 19 PROacuteTESIS DE ORTOCANIS 30

FIGURA 20 PROacuteTESIS DE ORTOPEDIACANINA 31

FIGURA 21 DISENtildeO DE IMPLANTE 31

FIGURA 22 SENtildeOR PROacuteTESIS A PARTIR DE UN BOTE LIMPIACRISTALES 32

FIGURA 23 PERRO CON ARNEacuteS DE SOPORTE 33

FIGURA 24 PERRO CON SILLA DE RUEDAS 33

FIGURA 25 ESQUEMA DE LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34

FIGURA 26 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 36

FIGURA 27 PERRO CON AMPUTACIOacuteN DE TAMANtildeO MEDIO 37

FIGURA 28 PERRO DE TAMANtildeO GRANDE 37

FIGURA 29 PERRO POLICIacuteA 37

FIGURA 30 FASES DEL BRIEFING 39

FIGURA 31 STORYBOARD DEL PROBLEMA DE PERDER UNA EXTREMIDAD 40

FIGURA 33 PRIMER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 47

FIGURA 34 SEGUNDO BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48

FIGURA 35 TERCER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48

FIGURA 36 BOCETOS DEL DISENtildeO FINAL 49

FIGURA 37 VISTA ISOMEacuteTRICA DEL DISENtildeO 3D JUNTO AL ALZADO PLANTA Y PERFIL 49

FIGURA 38 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50

FIGURA 39 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50

FIGURA 40 MEJORA EN LA EXTRUSIOacuteN DE LA CARCASA 51

FIGURA 41 CARCASA CON GUIacuteA PARA LA PATA 51

FIGURA 42 REDISENtildeO DE LAS GUIacuteAS 52

FIGURA 43 CREACIOacuteN DE TAPA INFERIOR 52

FIGURA 44 MEJOR DEL DISENtildeO DEL CALCETIacuteN 53

FIGURA 45 AacuteNGULO DEL CALCETIacuteN EN CONTACTO CON EL SUELO 53

FIGURA 46 SUJECIONES DE LA CORREA 54

FIGURA 47 SUJECIOacuteN ANtildeADIDA 54

FIGURA 48 PRIMER BOCETO DE LA FORMA DE LA PROacuteTESIS 55

FIGURA 49 PROPORCIONES DE LA PATA DE PERRO 56

FIGURA 50 PROPORCIONES DE LA PROacuteTESIS 57

FIGURA 51 VARIACIONES DE AacuteNGULOS SEGUacuteN LA POSICIOacuteN DE LA CARCASA 58

FIGURA 52 MODIFICACIOacuteN DE AacuteNGULOS 58

FIGURA 53 MODIFICACIOacuteN DE LA CARCASA 59

FIGURA 54 REPRESENTACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN 60

FIGURA 55 VISTAS DEL DISENtildeO FINAL 60

FIGURA 56 COMBINACIONES DE COLORES 61

FIGURA 57 CONTEXTUALIZACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS CON PERROS DE TAMANtildeO DIFERENTE Y COLOR DE PELO DIFERENTES 61

FIGURA 58 ESCAgraveNER SCANTECH 62

FIGURA 59 ESCAgraveNER 3DS SENSE 62

FIGURA 60 IMPRESORA ORIGINAL PRUSA I3 MK3S 63

FIGURA 61 MODELO DE PATA CON ALTURA Y ANCHO 65

FIGURA 62 MODELO DE CARCASA CON RADIO Y ANCHO 66

FIGURA 63 MODELO DE CARCASA CON PROFUNDIDAD 67

FIGURA 64 MODELO DEL ESCANEADO 3D CON UN CORTE PARA VER EL INTERIOR 68

FIGURA 65 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA CARCASA 68

FIGURA 66 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA PARA 69

FIGURA 67 ROLLO DE FILAMENTOS FLEX X-920 SAKATA 3D 73

FIGURA 68 GRAFICO QUE TIENE EN CUENTA EL PRECIO DEL MATERIAL Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIOacuteN 73

FIGURA 69 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74

FIGURA 70 FILAMENTO ABS DE LA MARCA GEMBIRD 75

FIGURA71 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 75

FIGURA 72 ROLLO DE FILAMENTOS FIBERLOGY NYLON PA12+CF15 77

FIGURA 73 EJEMPLO DE CAUCHO NITRILO (NBR) EN LAacuteMINA 77

FIGURA 74 ADHESIVO GENEacuteRICO BIOCOMPONENTE EPOXI ARALDITE STANDARD 12+12 ML 78

FIGURA 75 DISENtildeO DE LA PATA PARA NX 10 84

FIGURA 76 MALLADO DE LA PATA 85

FIGURA 77 RESTRICCIOacuteN DE LA PATA 85

FIGURA 78 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN LA PATA 86

FIGURA 79 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 87

FIGURA 80 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 87

FIGURA 81 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 88

FIGURA 82 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 89

SUMARIO DE TABLAS

TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25

TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26

TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26

TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27

TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27

TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39

TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41

TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42

TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43

TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64

TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65

TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70

TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70

TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74

TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75

TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76

TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77

TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80

TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81

TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82

TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83

TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90

TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91

TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91

TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92

TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92

TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93

TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93

TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94

TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94

TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95

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INTRODUCCIOacuteN

Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis

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11 OBJETIVOS

El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su

evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el

canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo

bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea

a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad

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2 ESTADO DEL ARTE

Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales

21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS

Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute

211 ANTIGUO EGIPTO

La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC

212 IMPERIO ROMANO

En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla

Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom

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Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla

213 ALTA EDAD MEDIA

La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos

214 ANtildeO 1500

En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero

Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom

Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses

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215 SIGLO XVII Y XIX

En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo

En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano

216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO

La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones

Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom

Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes

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22 ATENTADO DE BOSTON

Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback

Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos

Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg

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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas

23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES

Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante

Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees

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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE

Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos

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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA

El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones

31 MAPA IDEAS

La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute

A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa

311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA

LA PROacuteTESIS

Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o

problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros

y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se

relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes

situaciones

Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia

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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan

ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras

especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis

bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter

Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute

perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la

primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la

capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear

maacutes proacutetesis como la suya

bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty

Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el

pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una

empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su

vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con

problemas en los picos

Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom

Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

18

bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs

Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la

herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como

el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que

aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten

312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO

Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un

problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten

comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y

de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio

Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la

normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no

habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto

de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de

disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir

313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS

bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal

El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales

cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el

desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan

variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones

o no sea tan eficaz

Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

19

bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal

Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta

que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los

perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o

dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda

estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten

bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada

Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se

adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus

funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades

que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo

de vida que pueda llevar

bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno

Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal

32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA

Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la

entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de

animales con discapacidad en las extremidades que conozco

Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o

molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema

complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran

mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos

resolver o simplemente no tendraacuten mascotas

Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso

que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas

razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten

se ha visto descartada

Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la

concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la

mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco

partes

bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes

de la operacioacuten

bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

20

bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas

bull La experiencia del entrevistado

bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema

La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es

decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten

consolidada entre entrevistador y entrevistado

En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos

que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada

33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA

Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la

entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar

con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta

Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos

propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

21

4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS

Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad

41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES

EN PERROS

Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos

bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip

bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo

bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable

bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por

bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)

Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo

branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento

20032004)

bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes

incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el

nacimiento (msdmanualscom)

Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro

42 ANATOMIA CANINA

A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la

proacutetesis y las zonas que afectariacutea

Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es

una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta

al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una

vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con

tres patas

Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una

amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga

pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino

pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades

restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y

muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo

esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce

en artritis u otros problemas articulares

Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

23

Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos

problemas a la larga

Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el

movimiento que realiza al andar

421 BIOMECAacuteNICA CANINA

La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede

realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones

anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una

deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso

dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos

Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos

conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del

peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido

al peso de la cabeza y el 40 a la posterior

En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de

gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro

angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos

o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria

Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de

rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial

Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los

coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)

La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de

130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten

hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

24

Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse

para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible

Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos

a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes

populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares

Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11

ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros

analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera

Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata

trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis

y que resistiraacuten las fuerzas

Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg

Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar

422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS

Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros

Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680

Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400

Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50

Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg

Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas

bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier

bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino

bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano

bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador

bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes

La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro

43 PROacuteTESIS

La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro

del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del

cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la

extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y

propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis

(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)

Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad

Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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431 EXOPROacuteTESIS

Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser

proacutetesis dentales de extremidad etc

Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un

molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede

antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta

de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la

proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar

maacutes la fijacioacuten

432 ENDOPROacuteTESIS

Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer

Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al

hueso se puede hacer de diferentes formas

bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca

433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS

Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se

Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad

434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS

Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los

aspectos funcionales o estructurales del cuerpo

A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia

principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente

a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que

la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la

funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente

44 ESTUDIO DE MERCADO

En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado

441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS

Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a

medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra

en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten

Precio 49091 euro

Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA

CANINA

Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni

Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea

Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de

miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de

miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza

correctamente

443 BETA IMPLANTS

Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales

con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de

valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h

Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden

proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos

de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos

disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber

queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten

Precio 76450 euro

Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom

Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom

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444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA

La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo

coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato

arquitecto y ambientoacutelogo

Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un

limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber

impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la

elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este

tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias

instalaciones

445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS

Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa

sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una

mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son

felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas

Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una

proacutetesis

bull Arneacutes de soporte

Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el

ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional

cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de

mejorar la movilidad

Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al

arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un

soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas

bull Sillas de ruedas

Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o

se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres

extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten

bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada

Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute

sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las

dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que

el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por

desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o

en el suelo

bull Chalecos salvavidas

Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar

para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que

Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram

Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por

ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte

bull Calcetines antiderrapante para perros

Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar

maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la

abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo

446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER

Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente

bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales

bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien

Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos

bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse

bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo

bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada

447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER

Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS

Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos

bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y

que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades

Ortopegravediacaninacom

Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales

bull Perros con profesiones peligrosas

En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes

En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que

estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis

u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a

disentildear nuestra proacutetesis

En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos

estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo

de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten

se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos

encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes

compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo

Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom

Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom

Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

38

Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es

relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos

conocidos

Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos

ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute

que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el

mercado

Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos

informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera

cual es el precio medio

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

39

5 BRIEFING

En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto

511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD

Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip

Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

40

A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten

Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad

Fuente Elaboracioacuten propia

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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO

bull Cadena de usuario

Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten

Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto

Empleados tienda Menor Poco frecuente

Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento

Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis

ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado

bull Perro

Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten

Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten

Mayor

Mayor

Mayor

Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse

Cuanto mayor de edad es la

mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la

proacutetesis

Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis

Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro

Mayor

Mayor

Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el

modelo

Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma

de la extremidad tambieacuten

Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Agua cerca -Calentamiento

Criacutetico

Mayor

Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute

componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear

Dilatacioacuten de los materiales y los

efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la

Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales

Mayor

Criacutetico

Criacutetico

extremidad

Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe

de ser faacutecil de limpiar

Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones

a la mascota

Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar

el estilo de vida de la mascota

Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis

Menor

Criacutetico

Mayor

Mayor

Criacutetico

Mayor

El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo

Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis

Es importante pero con los

estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha

complicacioacuten

Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se

ajuste

Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien

Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga

Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

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513 CUADRO FUNCIONAL

FUNCIONES

Proacutetesis

riacutegida

Proacutetesis

ecoloacutegica

Arneacutes de

soporte

Silla de

ruedas

PR

INC

IPA

L

Soporte para que el perro pueda

transportarse de forma autoacutenoma

CR SI SI NO SI

DE

RIV

AD

AS

Respecto al perro

Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO

Adaptabilidad raacutepida del perro a la

proacutetesis MA NO NO SI SI

Se hace un escaacutener a la extremidad

amputada para que el dispositivo se

acople lo mejor posible

MA NO NO NO NO

Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI

Ajustable para diferentes tamantildeos

de perros CR NO NO NO NO

Respecto al ldquoduentildeordquo del perro

Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI

Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO

Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO

CO

MP

LE

ME

NT

AR

IAS

Funciones esteacuteticas y sociales

Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO

Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI

Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO

Funciones ecoloacutegicas

Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO

ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica

Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

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514 PRECEDENTES

El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas

Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante

515 AGUJEROS Y VENTANAS

Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente

Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA

Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados

pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales

basadas en la ciencia y tecnologiacutea

A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya

bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos

las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual

Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se

realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto

podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado

elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico

deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos

de los componentes

Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con

su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la

proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el

buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos

517 ELECCIOacuteN

Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado

Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara

los siguientes beneficios

middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente

middot Personalizable para que sea uacutenica

middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil

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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo

modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten

de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis

Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando

esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban

las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto

generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos

puede tener una segunda oportunidad y una vida digna

518 TIPO DE DISENtildeO

La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final

1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel

2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas

posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible

3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal

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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING

En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas

61 ESTUDIO DE CONCEPTOS

Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas

611 PRIMER BOCETO

El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento

Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

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612 SEGUNDO BOCETO

Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior

613 TERCER BOCETO

Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos

Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL

63 PRIMER DISENtildeO 3D

Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor

Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia

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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D

Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)

641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA

Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos

642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS

Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral

Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD

AMPUTADA

Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor

644 GUIacuteAS PARA LA PATA

Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona

Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA

Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior

646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA

En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea

Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia

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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN

En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas

648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN

Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata

649 MEJORA DE SUJECIOacuteN

Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis

Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia

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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro

En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar

65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS

En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal

Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia

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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA

Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo

Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos

Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis

bull Extremidad del perro

Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia

Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm

Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm

Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm

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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando

Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm

En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a

Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia

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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara

En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa

Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa

66 DISENtildeO FINAL

Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata

Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales

661 CONTEXTUALIZACIOacuteN

La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes

Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia

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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL

ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA

El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde

se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final

1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo

Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener

una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de

detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten

inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D

Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos

grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto

optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien

pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte

mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos

2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para

que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si

utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D

Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no

hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la

opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado

Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom

Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va

generar como archivo obj

3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl

4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos

5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa

6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png

Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son

bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos

bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)

bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales

Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA

Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa

Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura de Pata (mm) 100 150 190 230

Diaacutemetro (mm) A B C

Profundidad (mm) 1 2 3

El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta

681 ALTURA DE LA PATA

La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro

Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia

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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal

bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm

bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm

bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm

bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm

Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes

Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia

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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA

El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros

bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm

bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm

bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm

bull

683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS

Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura

bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm

bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm

bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm

Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho

Fuente Elaboracioacuten propia

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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES

Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos

691 PARTE INTERNA

La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis

Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia

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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis

692 PARTE EXTERNA

La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura

La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan

Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia

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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO

Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal

Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten

694 UNIONES

Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80

bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6

Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia

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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa

Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres

Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom

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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912

Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes

Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes

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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES

Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son

bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio

bull Resistente a los golpes

bull Coste econoacutemico

bull Adecuado para la impresioacuten 3D

bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos

6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D

De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son

bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad

bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis

bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata

bull Material reciclable

bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis

Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos

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6102 MATERIAL DE LA CARCASA

Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D

De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten

bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable

Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack

Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom

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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad

bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material

Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas

A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido

Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3

Precio 231 ndash 278 EURkg

Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa

Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa

Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa

Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa

Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan

Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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6103 MATERIAL DE LA PATA

Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir

bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes

Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3

Precio 297 ndash 329 EURkg

Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa

Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa

Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa

Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa

Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor

Mecanizabilidad 1 ndash 3

Reciclaje No

bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez

Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3

Precio 289 ndash 426 EURkg

Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa

Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa

Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa

Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa

Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica

Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos

6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN

Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno

Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor

Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees

Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees

Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom

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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones

Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom

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611 AMFE

El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son

bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada

bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos

bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo

bull CAUSA Es aquello que produce el error

bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso

Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores

bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)

bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)

bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)

Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado

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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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7 CAacuteLCULOS

Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba

bull La forma de la proacutetesis

bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones

71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA

Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge

Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso

Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia

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Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del

programa

Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon

PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir

manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el

fabricante

Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de

datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido

Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de

la pata que estaraacute sujeto a la carcasa

Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas

bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse

bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se

flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada

72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE

Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata

Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro

reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el

40 restante

Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza

utilizada es para ese tamantildeo de perro

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873

Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto

con el suelo

Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error

ver los resultados

Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no

se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que

tambieacuten absorberaacute los golpes

Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un

liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195

MPa

73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO

Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado

en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899

119865119862119889119910119899 = 3

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873

Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en

pie pero entra en los paraacutemetros

Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten

dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza

Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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8 PRESUPUESTOS

En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas

81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA

Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad

Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)

Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000

Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400

Desarrollo del concepto 30 106 31800

Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000

Modelacioacuten 3D 30 108 32400

Simulaciones 30 27 8100

Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700

Total 578 173400

El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto

Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia

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82 TIPOS DE COSTES

A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc

821 COSTE DE LOS MATERIALES

El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar

Materiales Precio unitario (euro)

Unidades Precio (euro)

Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478

Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350

Tuerca DIN-934 M6

002710 2 00542

Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240

Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD

1118000 02 22360

Total 25970

Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912

bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno

bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una

Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar

Materiales Cantidad de material (g)

Cantidad de material para una proacutetesis

aprox (g)

Precio de cada rollo de filamento (euro)

Precio para una proacutetesis

(euro)

Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110

Filamentos de Flex X-920

600 60 164600 16460

Filamentos de Fiberlogy Nylon

500 100 529900 105980

Total + 2 de desechos 178041

Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D

Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia

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822 COSTES DE MAQUINARIA

Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten

Maquinas Precio (euro)

Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700

Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357

Herramientas 5000

Total 363057

Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral

119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904

119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =

15870000

220 times 8= 09017euro

La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro

823 COSTES DE ELECTRICIDAD

Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad

Coste de energiacutea (eurokWh) 0150

Consumo medio (kW) 0500

Coste por hora de la luz (euroh) 0075

Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten

Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia

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Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)

Carcasa 8 0600

Adaptador 3 0225

Pata 13 0975

Total 1800

Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata

83 COSTES DE PERSONAL

Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten

Puesta en marcha de la impresora (h) 1

Postproduccioacuten (h) 1

Total de horas para 1 pieza (h) 2

Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000

2000= 20 euro

Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo

84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN

La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten

Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia

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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)

Coste del adaptador de la

proacutetesis (euro)

Coste de la pata (euro)

Coste de materiales

- Materiales 52110 16460 105980

- Electricidad 06000 02250 09750

Coste de operario

- Preparacioacuten 10 10 10

- Postproduccioacuten 10 10 10

Coste de fallos (10) 25811 21871 31573

Total 283921 240581 347303

Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro

Piezas de la proacutetesis Coste (euro)

Carcasa 283921

Adaptados 240581

Pata 347303

Amortizacioacuten 72136

Tornillos 03610

Epoxi 22360

Calcetiacuten 01184

Correas de sujecioacuten 09580

Total 980675

Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro

Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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85 VENTA AL PUacuteBLICO

Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30

119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro

86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904

119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900

Caacutelculo del punto de equilibrio

Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro

Materiales 9806euro

Precio del producto en venta 12750euro

Costes fijos 5760000euro + 1734000euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904

Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se

trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer

tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta

Si

119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904

Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218

unidades que siacute se puede contemplar producir

Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia

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9 CONCLUSIONES

Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito

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AGRADECIMIENTOS

Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo

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SUMARIO

INTRODUCCIOacuteN 8

11 OBJETIVOS 9

2 ESTADO DEL ARTE 10

21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS 10

211 ANTIGUO EGIPTO 10

212 IMPERIO ROMANO 10

213 ALTA EDAD MEDIA 11

214 ANtildeO 1500 11

215 SIGLO XVII Y XIX 12

216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO 12

22 ATENTADO DE BOSTON 13

23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES 14

24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE 15

3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA 16

31 MAPA IDEAS 16

311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA LA PROacuteTESIS 16

312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO 18

313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS 18

32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA 19

33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA 20

4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS 21

41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES EN PERROS 21

42 ANATOMIA CANINA 22

421 BIOMECAacuteNICA CANINA 23

422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS 27

43 PROacuteTESIS 28

431 EXOPROacuteTESIS 29

432 ENDOPROacuteTESIS 29

433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS 29

434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS 30

44 ESTUDIO DE MERCADO 30

441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS 30

442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA CANINA 31

443 BETA IMPLANTS 31

444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA 32

445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS 32

446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34

447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 35

45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS 36

5 BRIEFING 39

511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD 39

512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO 41

513 CUADRO FUNCIONAL 43

514 PRECEDENTES 44

515 AGUJEROS Y VENTANAS 44

516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA 45

517 ELECCIOacuteN 45

518 TIPO DE DISENtildeO 46

6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING 47

61 ESTUDIO DE CONCEPTOS 47

611 PRIMER BOCETO 47

612 SEGUNDO BOCETO 48

613 TERCER BOCETO 48

62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL 49

63 PRIMER DISENtildeO 3D 49

64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D 50

641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA 50

642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS 50

643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD AMPUTADA 51

644 GUIacuteAS PARA LA PATA 51

645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA 52

646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA 52

647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN 53

648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN 53

649 MEJORA DE SUJECIOacuteN 53

65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS 54

651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA 55

66 DISENtildeO FINAL 60

661 CONTEXTUALIZACIOacuteN 61

67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA 62

68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA 64

681 ALTURA DE LA PATA 64

682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA 66

683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS 66

69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES 67

691 PARTE INTERNA 67

692 PARTE EXTERNA 68

693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO 69

694 UNIONES 69

610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES 72

6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D 72

6102 MATERIAL DE LA CARCASA 73

6103 MATERIAL DE LA PATA 75

6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN 77

611 AMFE 79

7 CAacuteLCULOS 84

71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA 84

72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE 86

73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO 88

8 PRESUPUESTOS 90

81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA 90

82 TIPOS DE COSTES 91

821 COSTE DE LOS MATERIALES 91

822 COSTES DE MAQUINARIA 92

823 COSTES DE ELECTRICIDAD 92

83 COSTES DE PERSONAL 93

84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN 93

85 VENTA AL PUacuteBLICO 95

86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN 95

9 CONCLUSIONES 96

AGRADECIMIENTOS 97

WEBGRAFIA 98

SUMARIO DE FIGURAS

FIGURA 1 PRIMERA PROacuteTESIS FABRICADA 10

FIGURA 2 PROacuteTESIS DEL IMPERO ROMANO 11

FIGURA 3 PROacuteTESIS DE LA EDAD MEDIA 11

FIGURA 4 PROacuteTESIS DEL SIGLO XIX 12

FIGURA 5 EVOLUCIOacuteN DE LA PROacuteTESIS 12

FIGURA 6 PROacuteTESIS DE LA INVESTIGACIOacuteN ldquoREVOLUCIONANDO PROacuteTESISrdquo 13

FIGURA7 EL TALLER DE ORTHOCARE Y ALGUNO DE SUS TRABAJOS 14

FIGURA 8 MAPA DE IDEAS 16

FIGURA 9 WINTER CON SU PROacuteTESIS DE ALETA 17

FIGURA 10 BEAUTY CON SU PROacuteTESIS DE PICO 17

FIGURA 11 SENtildeOR STUBBS CON SU PROacuteTESIS DE COLA 18

FIGURA 12 TUMOR EN EXTREMIDAD CANINA 21

FIGURA 13 ZONAS AFECTAS POR PEacuteRDIDA DE EXTREMIDAD TRASERA 22

FIGURA 14 AacuteNGULOS DE LA RODILLA CUANDO CORRE Y CUANDO ESTAacute EN POSICIOacuteN VERTICAL 24

FIGURA 15 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 24

FIGURA 16 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 25

FIGURA 17 MEDIAS DE UN PERRO PARA GUIAR EN LA TABLA 28

FIGURA 18 FUNCIONAMIENTO DE PROacuteTESIS AL VACIacuteO 29

FIGURA 19 PROacuteTESIS DE ORTOCANIS 30

FIGURA 20 PROacuteTESIS DE ORTOPEDIACANINA 31

FIGURA 21 DISENtildeO DE IMPLANTE 31

FIGURA 22 SENtildeOR PROacuteTESIS A PARTIR DE UN BOTE LIMPIACRISTALES 32

FIGURA 23 PERRO CON ARNEacuteS DE SOPORTE 33

FIGURA 24 PERRO CON SILLA DE RUEDAS 33

FIGURA 25 ESQUEMA DE LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34

FIGURA 26 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 36

FIGURA 27 PERRO CON AMPUTACIOacuteN DE TAMANtildeO MEDIO 37

FIGURA 28 PERRO DE TAMANtildeO GRANDE 37

FIGURA 29 PERRO POLICIacuteA 37

FIGURA 30 FASES DEL BRIEFING 39

FIGURA 31 STORYBOARD DEL PROBLEMA DE PERDER UNA EXTREMIDAD 40

FIGURA 33 PRIMER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 47

FIGURA 34 SEGUNDO BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48

FIGURA 35 TERCER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48

FIGURA 36 BOCETOS DEL DISENtildeO FINAL 49

FIGURA 37 VISTA ISOMEacuteTRICA DEL DISENtildeO 3D JUNTO AL ALZADO PLANTA Y PERFIL 49

FIGURA 38 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50

FIGURA 39 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50

FIGURA 40 MEJORA EN LA EXTRUSIOacuteN DE LA CARCASA 51

FIGURA 41 CARCASA CON GUIacuteA PARA LA PATA 51

FIGURA 42 REDISENtildeO DE LAS GUIacuteAS 52

FIGURA 43 CREACIOacuteN DE TAPA INFERIOR 52

FIGURA 44 MEJOR DEL DISENtildeO DEL CALCETIacuteN 53

FIGURA 45 AacuteNGULO DEL CALCETIacuteN EN CONTACTO CON EL SUELO 53

FIGURA 46 SUJECIONES DE LA CORREA 54

FIGURA 47 SUJECIOacuteN ANtildeADIDA 54

FIGURA 48 PRIMER BOCETO DE LA FORMA DE LA PROacuteTESIS 55

FIGURA 49 PROPORCIONES DE LA PATA DE PERRO 56

FIGURA 50 PROPORCIONES DE LA PROacuteTESIS 57

FIGURA 51 VARIACIONES DE AacuteNGULOS SEGUacuteN LA POSICIOacuteN DE LA CARCASA 58

FIGURA 52 MODIFICACIOacuteN DE AacuteNGULOS 58

FIGURA 53 MODIFICACIOacuteN DE LA CARCASA 59

FIGURA 54 REPRESENTACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN 60

FIGURA 55 VISTAS DEL DISENtildeO FINAL 60

FIGURA 56 COMBINACIONES DE COLORES 61

FIGURA 57 CONTEXTUALIZACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS CON PERROS DE TAMANtildeO DIFERENTE Y COLOR DE PELO DIFERENTES 61

FIGURA 58 ESCAgraveNER SCANTECH 62

FIGURA 59 ESCAgraveNER 3DS SENSE 62

FIGURA 60 IMPRESORA ORIGINAL PRUSA I3 MK3S 63

FIGURA 61 MODELO DE PATA CON ALTURA Y ANCHO 65

FIGURA 62 MODELO DE CARCASA CON RADIO Y ANCHO 66

FIGURA 63 MODELO DE CARCASA CON PROFUNDIDAD 67

FIGURA 64 MODELO DEL ESCANEADO 3D CON UN CORTE PARA VER EL INTERIOR 68

FIGURA 65 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA CARCASA 68

FIGURA 66 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA PARA 69

FIGURA 67 ROLLO DE FILAMENTOS FLEX X-920 SAKATA 3D 73

FIGURA 68 GRAFICO QUE TIENE EN CUENTA EL PRECIO DEL MATERIAL Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIOacuteN 73

FIGURA 69 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74

FIGURA 70 FILAMENTO ABS DE LA MARCA GEMBIRD 75

FIGURA71 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 75

FIGURA 72 ROLLO DE FILAMENTOS FIBERLOGY NYLON PA12+CF15 77

FIGURA 73 EJEMPLO DE CAUCHO NITRILO (NBR) EN LAacuteMINA 77

FIGURA 74 ADHESIVO GENEacuteRICO BIOCOMPONENTE EPOXI ARALDITE STANDARD 12+12 ML 78

FIGURA 75 DISENtildeO DE LA PATA PARA NX 10 84

FIGURA 76 MALLADO DE LA PATA 85

FIGURA 77 RESTRICCIOacuteN DE LA PATA 85

FIGURA 78 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN LA PATA 86

FIGURA 79 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 87

FIGURA 80 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 87

FIGURA 81 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 88

FIGURA 82 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 89

SUMARIO DE TABLAS

TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25

TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26

TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26

TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27

TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27

TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39

TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41

TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42

TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43

TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64

TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65

TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70

TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70

TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74

TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75

TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76

TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77

TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80

TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81

TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82

TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83

TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90

TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91

TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91

TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92

TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92

TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93

TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93

TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94

TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94

TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95

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INTRODUCCIOacuteN

Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis

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9

11 OBJETIVOS

El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su

evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el

canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo

bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea

a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad

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10

2 ESTADO DEL ARTE

Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales

21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS

Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute

211 ANTIGUO EGIPTO

La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC

212 IMPERIO ROMANO

En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla

Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom

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11

Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla

213 ALTA EDAD MEDIA

La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos

214 ANtildeO 1500

En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero

Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom

Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses

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215 SIGLO XVII Y XIX

En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo

En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano

216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO

La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones

Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom

Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes

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22 ATENTADO DE BOSTON

Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback

Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos

Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg

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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas

23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES

Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante

Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees

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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE

Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos

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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA

El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones

31 MAPA IDEAS

La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute

A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa

311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA

LA PROacuteTESIS

Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o

problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros

y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se

relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes

situaciones

Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia

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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan

ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras

especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis

bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter

Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute

perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la

primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la

capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear

maacutes proacutetesis como la suya

bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty

Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el

pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una

empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su

vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con

problemas en los picos

Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom

Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom

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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs

Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la

herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como

el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que

aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten

312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO

Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un

problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten

comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y

de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio

Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la

normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no

habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto

de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de

disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir

313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS

bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal

El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales

cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el

desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan

variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones

o no sea tan eficaz

Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom

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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal

Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta

que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los

perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o

dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda

estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten

bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada

Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se

adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus

funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades

que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo

de vida que pueda llevar

bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno

Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal

32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA

Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la

entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de

animales con discapacidad en las extremidades que conozco

Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o

molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema

complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran

mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos

resolver o simplemente no tendraacuten mascotas

Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso

que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas

razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten

se ha visto descartada

Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la

concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la

mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco

partes

bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes

de la operacioacuten

bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

20

bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas

bull La experiencia del entrevistado

bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema

La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es

decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten

consolidada entre entrevistador y entrevistado

En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos

que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada

33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA

Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la

entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar

con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta

Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos

propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

21

4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS

Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad

41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES

EN PERROS

Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos

bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip

bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo

bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable

bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por

bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)

Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes

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22

bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo

branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento

20032004)

bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes

incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el

nacimiento (msdmanualscom)

Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro

42 ANATOMIA CANINA

A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la

proacutetesis y las zonas que afectariacutea

Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es

una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta

al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una

vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con

tres patas

Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una

amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga

pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino

pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades

restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y

muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo

esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce

en artritis u otros problemas articulares

Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

23

Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos

problemas a la larga

Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el

movimiento que realiza al andar

421 BIOMECAacuteNICA CANINA

La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede

realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones

anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una

deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso

dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos

Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos

conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del

peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido

al peso de la cabeza y el 40 a la posterior

En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de

gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro

angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos

o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria

Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de

rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial

Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los

coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)

La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de

130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten

hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

24

Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse

para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible

Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos

a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes

populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares

Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11

ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros

analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera

Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia

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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg

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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata

trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis

y que resistiraacuten las fuerzas

Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg

Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar

422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS

Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros

Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680

Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400

Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50

Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg

Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas

bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier

bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino

bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano

bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador

bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes

La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro

43 PROacuteTESIS

La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro

del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del

cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la

extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y

propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis

(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)

Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad

Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom

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431 EXOPROacuteTESIS

Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser

proacutetesis dentales de extremidad etc

Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un

molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede

antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta

de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la

proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar

maacutes la fijacioacuten

432 ENDOPROacuteTESIS

Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer

Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al

hueso se puede hacer de diferentes formas

bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca

433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS

Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se

Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom

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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad

434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS

Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los

aspectos funcionales o estructurales del cuerpo

A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia

principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente

a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que

la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la

funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente

44 ESTUDIO DE MERCADO

En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado

441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS

Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a

medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra

en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten

Precio 49091 euro

Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom

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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA

CANINA

Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni

Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea

Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de

miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de

miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza

correctamente

443 BETA IMPLANTS

Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales

con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de

valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h

Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden

proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos

de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos

disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber

queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten

Precio 76450 euro

Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom

Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA

La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo

coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato

arquitecto y ambientoacutelogo

Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un

limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber

impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la

elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este

tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias

instalaciones

445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS

Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa

sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una

mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son

felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas

Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una

proacutetesis

bull Arneacutes de soporte

Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el

ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional

cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de

mejorar la movilidad

Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom

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Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al

arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un

soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas

bull Sillas de ruedas

Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o

se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres

extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten

bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada

Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute

sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las

dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que

el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por

desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o

en el suelo

bull Chalecos salvavidas

Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar

para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que

Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram

Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes

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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por

ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte

bull Calcetines antiderrapante para perros

Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar

maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la

abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo

446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER

Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente

bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales

bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien

Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos

bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse

bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo

bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada

447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER

Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten

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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS

Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos

bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y

que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades

Ortopegravediacaninacom

Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales

bull Perros con profesiones peligrosas

En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes

En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que

estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis

u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a

disentildear nuestra proacutetesis

En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos

estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo

de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten

se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos

encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes

compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo

Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom

Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom

Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom

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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es

relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos

conocidos

Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos

ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute

que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el

mercado

Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos

informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera

cual es el precio medio

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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5 BRIEFING

En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto

511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD

Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip

Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

40

A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten

Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad

Fuente Elaboracioacuten propia

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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO

bull Cadena de usuario

Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten

Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto

Empleados tienda Menor Poco frecuente

Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento

Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis

ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado

bull Perro

Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten

Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten

Mayor

Mayor

Mayor

Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse

Cuanto mayor de edad es la

mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la

proacutetesis

Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis

Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro

Mayor

Mayor

Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el

modelo

Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma

de la extremidad tambieacuten

Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Agua cerca -Calentamiento

Criacutetico

Mayor

Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute

componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear

Dilatacioacuten de los materiales y los

efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la

Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales

Mayor

Criacutetico

Criacutetico

extremidad

Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe

de ser faacutecil de limpiar

Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones

a la mascota

Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar

el estilo de vida de la mascota

Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis

Menor

Criacutetico

Mayor

Mayor

Criacutetico

Mayor

El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo

Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis

Es importante pero con los

estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha

complicacioacuten

Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se

ajuste

Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien

Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga

Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

43

513 CUADRO FUNCIONAL

FUNCIONES

Proacutetesis

riacutegida

Proacutetesis

ecoloacutegica

Arneacutes de

soporte

Silla de

ruedas

PR

INC

IPA

L

Soporte para que el perro pueda

transportarse de forma autoacutenoma

CR SI SI NO SI

DE

RIV

AD

AS

Respecto al perro

Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO

Adaptabilidad raacutepida del perro a la

proacutetesis MA NO NO SI SI

Se hace un escaacutener a la extremidad

amputada para que el dispositivo se

acople lo mejor posible

MA NO NO NO NO

Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI

Ajustable para diferentes tamantildeos

de perros CR NO NO NO NO

Respecto al ldquoduentildeordquo del perro

Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI

Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO

Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO

CO

MP

LE

ME

NT

AR

IAS

Funciones esteacuteticas y sociales

Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO

Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI

Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO

Funciones ecoloacutegicas

Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO

ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica

Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

44

514 PRECEDENTES

El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas

Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante

515 AGUJEROS Y VENTANAS

Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente

Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

45

516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA

Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados

pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales

basadas en la ciencia y tecnologiacutea

A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya

bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos

las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual

Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se

realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto

podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado

elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico

deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos

de los componentes

Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con

su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la

proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el

buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos

517 ELECCIOacuteN

Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado

Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara

los siguientes beneficios

middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente

middot Personalizable para que sea uacutenica

middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil

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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo

modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten

de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis

Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando

esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban

las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto

generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos

puede tener una segunda oportunidad y una vida digna

518 TIPO DE DISENtildeO

La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final

1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel

2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas

posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible

3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal

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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING

En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas

61 ESTUDIO DE CONCEPTOS

Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas

611 PRIMER BOCETO

El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento

Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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612 SEGUNDO BOCETO

Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior

613 TERCER BOCETO

Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos

Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL

63 PRIMER DISENtildeO 3D

Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor

Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia

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50

64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D

Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)

641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA

Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos

642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS

Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral

Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD

AMPUTADA

Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor

644 GUIacuteAS PARA LA PATA

Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona

Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA

Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior

646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA

En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea

Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia

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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN

En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas

648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN

Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata

649 MEJORA DE SUJECIOacuteN

Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis

Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro

En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar

65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS

En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal

Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia

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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA

Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo

Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos

Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis

bull Extremidad del perro

Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia

Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm

Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm

Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm

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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando

Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm

En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a

Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia

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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara

En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa

Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa

66 DISENtildeO FINAL

Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata

Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales

661 CONTEXTUALIZACIOacuteN

La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes

Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL

ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA

El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde

se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final

1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo

Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener

una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de

detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten

inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D

Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos

grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto

optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien

pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte

mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos

2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para

que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si

utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D

Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no

hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la

opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado

Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom

Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va

generar como archivo obj

3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl

4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos

5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa

6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png

Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son

bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos

bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)

bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales

Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom

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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA

Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa

Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura de Pata (mm) 100 150 190 230

Diaacutemetro (mm) A B C

Profundidad (mm) 1 2 3

El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta

681 ALTURA DE LA PATA

La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro

Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal

bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm

bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm

bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm

bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm

Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes

Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA

El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros

bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm

bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm

bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm

bull

683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS

Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura

bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm

bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm

bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm

Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho

Fuente Elaboracioacuten propia

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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES

Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos

691 PARTE INTERNA

La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis

Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia

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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis

692 PARTE EXTERNA

La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura

La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan

Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia

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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO

Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal

Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten

694 UNIONES

Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80

bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6

Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia

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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa

Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres

Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom

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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912

Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes

Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes

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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES

Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son

bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio

bull Resistente a los golpes

bull Coste econoacutemico

bull Adecuado para la impresioacuten 3D

bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos

6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D

De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son

bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad

bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis

bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata

bull Material reciclable

bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis

Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos

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6102 MATERIAL DE LA CARCASA

Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D

De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten

bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable

Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack

Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom

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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad

bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material

Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas

A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido

Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3

Precio 231 ndash 278 EURkg

Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa

Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa

Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa

Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa

Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan

Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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6103 MATERIAL DE LA PATA

Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir

bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes

Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3

Precio 297 ndash 329 EURkg

Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa

Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa

Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa

Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa

Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor

Mecanizabilidad 1 ndash 3

Reciclaje No

bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez

Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3

Precio 289 ndash 426 EURkg

Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa

Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa

Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa

Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa

Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica

Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos

6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN

Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno

Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor

Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees

Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees

Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom

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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones

Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom

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611 AMFE

El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son

bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada

bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos

bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo

bull CAUSA Es aquello que produce el error

bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso

Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores

bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)

bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)

bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)

Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado

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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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7 CAacuteLCULOS

Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba

bull La forma de la proacutetesis

bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones

71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA

Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge

Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso

Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia

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Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del

programa

Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon

PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir

manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el

fabricante

Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de

datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido

Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de

la pata que estaraacute sujeto a la carcasa

Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas

bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse

bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se

flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada

72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE

Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata

Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro

reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el

40 restante

Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza

utilizada es para ese tamantildeo de perro

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873

Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto

con el suelo

Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error

ver los resultados

Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no

se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que

tambieacuten absorberaacute los golpes

Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un

liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195

MPa

73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO

Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado

en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899

119865119862119889119910119899 = 3

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873

Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en

pie pero entra en los paraacutemetros

Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten

dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza

Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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8 PRESUPUESTOS

En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas

81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA

Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad

Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)

Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000

Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400

Desarrollo del concepto 30 106 31800

Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000

Modelacioacuten 3D 30 108 32400

Simulaciones 30 27 8100

Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700

Total 578 173400

El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto

Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia

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82 TIPOS DE COSTES

A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc

821 COSTE DE LOS MATERIALES

El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar

Materiales Precio unitario (euro)

Unidades Precio (euro)

Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478

Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350

Tuerca DIN-934 M6

002710 2 00542

Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240

Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD

1118000 02 22360

Total 25970

Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912

bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno

bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una

Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar

Materiales Cantidad de material (g)

Cantidad de material para una proacutetesis

aprox (g)

Precio de cada rollo de filamento (euro)

Precio para una proacutetesis

(euro)

Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110

Filamentos de Flex X-920

600 60 164600 16460

Filamentos de Fiberlogy Nylon

500 100 529900 105980

Total + 2 de desechos 178041

Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D

Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia

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822 COSTES DE MAQUINARIA

Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten

Maquinas Precio (euro)

Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700

Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357

Herramientas 5000

Total 363057

Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral

119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904

119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =

15870000

220 times 8= 09017euro

La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro

823 COSTES DE ELECTRICIDAD

Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad

Coste de energiacutea (eurokWh) 0150

Consumo medio (kW) 0500

Coste por hora de la luz (euroh) 0075

Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten

Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

93

Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)

Carcasa 8 0600

Adaptador 3 0225

Pata 13 0975

Total 1800

Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata

83 COSTES DE PERSONAL

Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten

Puesta en marcha de la impresora (h) 1

Postproduccioacuten (h) 1

Total de horas para 1 pieza (h) 2

Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000

2000= 20 euro

Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo

84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN

La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten

Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia

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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)

Coste del adaptador de la

proacutetesis (euro)

Coste de la pata (euro)

Coste de materiales

- Materiales 52110 16460 105980

- Electricidad 06000 02250 09750

Coste de operario

- Preparacioacuten 10 10 10

- Postproduccioacuten 10 10 10

Coste de fallos (10) 25811 21871 31573

Total 283921 240581 347303

Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro

Piezas de la proacutetesis Coste (euro)

Carcasa 283921

Adaptados 240581

Pata 347303

Amortizacioacuten 72136

Tornillos 03610

Epoxi 22360

Calcetiacuten 01184

Correas de sujecioacuten 09580

Total 980675

Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro

Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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85 VENTA AL PUacuteBLICO

Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30

119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro

86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904

119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900

Caacutelculo del punto de equilibrio

Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro

Materiales 9806euro

Precio del producto en venta 12750euro

Costes fijos 5760000euro + 1734000euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904

Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se

trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer

tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta

Si

119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904

Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218

unidades que siacute se puede contemplar producir

Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia

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9 CONCLUSIONES

Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito

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AGRADECIMIENTOS

Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo

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Page 7: TREBAJO FINAL DE GRADO - upcommons.upc.edu

434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS 30

44 ESTUDIO DE MERCADO 30

441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS 30

442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA CANINA 31

443 BETA IMPLANTS 31

444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA 32

445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS 32

446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34

447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 35

45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS 36

5 BRIEFING 39

511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD 39

512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO 41

513 CUADRO FUNCIONAL 43

514 PRECEDENTES 44

515 AGUJEROS Y VENTANAS 44

516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA 45

517 ELECCIOacuteN 45

518 TIPO DE DISENtildeO 46

6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING 47

61 ESTUDIO DE CONCEPTOS 47

611 PRIMER BOCETO 47

612 SEGUNDO BOCETO 48

613 TERCER BOCETO 48

62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL 49

63 PRIMER DISENtildeO 3D 49

64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D 50

641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA 50

642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS 50

643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD AMPUTADA 51

644 GUIacuteAS PARA LA PATA 51

645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA 52

646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA 52

647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN 53

648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN 53

649 MEJORA DE SUJECIOacuteN 53

65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS 54

651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA 55

66 DISENtildeO FINAL 60

661 CONTEXTUALIZACIOacuteN 61

67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA 62

68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA 64

681 ALTURA DE LA PATA 64

682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA 66

683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS 66

69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES 67

691 PARTE INTERNA 67

692 PARTE EXTERNA 68

693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO 69

694 UNIONES 69

610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES 72

6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D 72

6102 MATERIAL DE LA CARCASA 73

6103 MATERIAL DE LA PATA 75

6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN 77

611 AMFE 79

7 CAacuteLCULOS 84

71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA 84

72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE 86

73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO 88

8 PRESUPUESTOS 90

81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA 90

82 TIPOS DE COSTES 91

821 COSTE DE LOS MATERIALES 91

822 COSTES DE MAQUINARIA 92

823 COSTES DE ELECTRICIDAD 92

83 COSTES DE PERSONAL 93

84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN 93

85 VENTA AL PUacuteBLICO 95

86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN 95

9 CONCLUSIONES 96

AGRADECIMIENTOS 97

WEBGRAFIA 98

SUMARIO DE FIGURAS

FIGURA 1 PRIMERA PROacuteTESIS FABRICADA 10

FIGURA 2 PROacuteTESIS DEL IMPERO ROMANO 11

FIGURA 3 PROacuteTESIS DE LA EDAD MEDIA 11

FIGURA 4 PROacuteTESIS DEL SIGLO XIX 12

FIGURA 5 EVOLUCIOacuteN DE LA PROacuteTESIS 12

FIGURA 6 PROacuteTESIS DE LA INVESTIGACIOacuteN ldquoREVOLUCIONANDO PROacuteTESISrdquo 13

FIGURA7 EL TALLER DE ORTHOCARE Y ALGUNO DE SUS TRABAJOS 14

FIGURA 8 MAPA DE IDEAS 16

FIGURA 9 WINTER CON SU PROacuteTESIS DE ALETA 17

FIGURA 10 BEAUTY CON SU PROacuteTESIS DE PICO 17

FIGURA 11 SENtildeOR STUBBS CON SU PROacuteTESIS DE COLA 18

FIGURA 12 TUMOR EN EXTREMIDAD CANINA 21

FIGURA 13 ZONAS AFECTAS POR PEacuteRDIDA DE EXTREMIDAD TRASERA 22

FIGURA 14 AacuteNGULOS DE LA RODILLA CUANDO CORRE Y CUANDO ESTAacute EN POSICIOacuteN VERTICAL 24

FIGURA 15 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 24

FIGURA 16 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 25

FIGURA 17 MEDIAS DE UN PERRO PARA GUIAR EN LA TABLA 28

FIGURA 18 FUNCIONAMIENTO DE PROacuteTESIS AL VACIacuteO 29

FIGURA 19 PROacuteTESIS DE ORTOCANIS 30

FIGURA 20 PROacuteTESIS DE ORTOPEDIACANINA 31

FIGURA 21 DISENtildeO DE IMPLANTE 31

FIGURA 22 SENtildeOR PROacuteTESIS A PARTIR DE UN BOTE LIMPIACRISTALES 32

FIGURA 23 PERRO CON ARNEacuteS DE SOPORTE 33

FIGURA 24 PERRO CON SILLA DE RUEDAS 33

FIGURA 25 ESQUEMA DE LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34

FIGURA 26 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 36

FIGURA 27 PERRO CON AMPUTACIOacuteN DE TAMANtildeO MEDIO 37

FIGURA 28 PERRO DE TAMANtildeO GRANDE 37

FIGURA 29 PERRO POLICIacuteA 37

FIGURA 30 FASES DEL BRIEFING 39

FIGURA 31 STORYBOARD DEL PROBLEMA DE PERDER UNA EXTREMIDAD 40

FIGURA 33 PRIMER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 47

FIGURA 34 SEGUNDO BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48

FIGURA 35 TERCER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48

FIGURA 36 BOCETOS DEL DISENtildeO FINAL 49

FIGURA 37 VISTA ISOMEacuteTRICA DEL DISENtildeO 3D JUNTO AL ALZADO PLANTA Y PERFIL 49

FIGURA 38 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50

FIGURA 39 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50

FIGURA 40 MEJORA EN LA EXTRUSIOacuteN DE LA CARCASA 51

FIGURA 41 CARCASA CON GUIacuteA PARA LA PATA 51

FIGURA 42 REDISENtildeO DE LAS GUIacuteAS 52

FIGURA 43 CREACIOacuteN DE TAPA INFERIOR 52

FIGURA 44 MEJOR DEL DISENtildeO DEL CALCETIacuteN 53

FIGURA 45 AacuteNGULO DEL CALCETIacuteN EN CONTACTO CON EL SUELO 53

FIGURA 46 SUJECIONES DE LA CORREA 54

FIGURA 47 SUJECIOacuteN ANtildeADIDA 54

FIGURA 48 PRIMER BOCETO DE LA FORMA DE LA PROacuteTESIS 55

FIGURA 49 PROPORCIONES DE LA PATA DE PERRO 56

FIGURA 50 PROPORCIONES DE LA PROacuteTESIS 57

FIGURA 51 VARIACIONES DE AacuteNGULOS SEGUacuteN LA POSICIOacuteN DE LA CARCASA 58

FIGURA 52 MODIFICACIOacuteN DE AacuteNGULOS 58

FIGURA 53 MODIFICACIOacuteN DE LA CARCASA 59

FIGURA 54 REPRESENTACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN 60

FIGURA 55 VISTAS DEL DISENtildeO FINAL 60

FIGURA 56 COMBINACIONES DE COLORES 61

FIGURA 57 CONTEXTUALIZACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS CON PERROS DE TAMANtildeO DIFERENTE Y COLOR DE PELO DIFERENTES 61

FIGURA 58 ESCAgraveNER SCANTECH 62

FIGURA 59 ESCAgraveNER 3DS SENSE 62

FIGURA 60 IMPRESORA ORIGINAL PRUSA I3 MK3S 63

FIGURA 61 MODELO DE PATA CON ALTURA Y ANCHO 65

FIGURA 62 MODELO DE CARCASA CON RADIO Y ANCHO 66

FIGURA 63 MODELO DE CARCASA CON PROFUNDIDAD 67

FIGURA 64 MODELO DEL ESCANEADO 3D CON UN CORTE PARA VER EL INTERIOR 68

FIGURA 65 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA CARCASA 68

FIGURA 66 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA PARA 69

FIGURA 67 ROLLO DE FILAMENTOS FLEX X-920 SAKATA 3D 73

FIGURA 68 GRAFICO QUE TIENE EN CUENTA EL PRECIO DEL MATERIAL Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIOacuteN 73

FIGURA 69 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74

FIGURA 70 FILAMENTO ABS DE LA MARCA GEMBIRD 75

FIGURA71 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 75

FIGURA 72 ROLLO DE FILAMENTOS FIBERLOGY NYLON PA12+CF15 77

FIGURA 73 EJEMPLO DE CAUCHO NITRILO (NBR) EN LAacuteMINA 77

FIGURA 74 ADHESIVO GENEacuteRICO BIOCOMPONENTE EPOXI ARALDITE STANDARD 12+12 ML 78

FIGURA 75 DISENtildeO DE LA PATA PARA NX 10 84

FIGURA 76 MALLADO DE LA PATA 85

FIGURA 77 RESTRICCIOacuteN DE LA PATA 85

FIGURA 78 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN LA PATA 86

FIGURA 79 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 87

FIGURA 80 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 87

FIGURA 81 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 88

FIGURA 82 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 89

SUMARIO DE TABLAS

TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25

TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26

TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26

TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27

TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27

TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39

TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41

TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42

TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43

TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64

TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65

TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70

TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70

TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74

TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75

TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76

TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77

TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80

TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81

TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82

TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83

TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90

TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91

TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91

TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92

TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92

TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93

TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93

TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94

TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94

TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95

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8

INTRODUCCIOacuteN

Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis

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9

11 OBJETIVOS

El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su

evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el

canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo

bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea

a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad

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10

2 ESTADO DEL ARTE

Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales

21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS

Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute

211 ANTIGUO EGIPTO

La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC

212 IMPERIO ROMANO

En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla

Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom

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11

Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla

213 ALTA EDAD MEDIA

La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos

214 ANtildeO 1500

En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero

Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom

Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses

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12

215 SIGLO XVII Y XIX

En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo

En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano

216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO

La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones

Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom

Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes

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13

22 ATENTADO DE BOSTON

Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback

Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos

Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg

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14

Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas

23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES

Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante

Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees

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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE

Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos

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16

3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA

El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones

31 MAPA IDEAS

La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute

A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa

311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA

LA PROacuteTESIS

Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o

problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros

y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se

relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes

situaciones

Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia

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17

Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan

ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras

especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis

bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter

Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute

perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la

primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la

capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear

maacutes proacutetesis como la suya

bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty

Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el

pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una

empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su

vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con

problemas en los picos

Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom

Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom

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18

bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs

Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la

herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como

el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que

aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten

312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO

Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un

problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten

comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y

de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio

Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la

normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no

habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto

de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de

disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir

313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS

bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal

El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales

cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el

desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan

variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones

o no sea tan eficaz

Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom

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19

bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal

Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta

que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los

perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o

dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda

estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten

bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada

Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se

adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus

funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades

que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo

de vida que pueda llevar

bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno

Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal

32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA

Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la

entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de

animales con discapacidad en las extremidades que conozco

Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o

molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema

complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran

mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos

resolver o simplemente no tendraacuten mascotas

Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso

que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas

razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten

se ha visto descartada

Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la

concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la

mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco

partes

bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes

de la operacioacuten

bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

20

bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas

bull La experiencia del entrevistado

bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema

La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es

decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten

consolidada entre entrevistador y entrevistado

En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos

que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada

33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA

Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la

entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar

con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta

Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos

propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana

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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS

Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad

41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES

EN PERROS

Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos

bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip

bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo

bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable

bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por

bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)

Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes

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22

bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo

branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento

20032004)

bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes

incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el

nacimiento (msdmanualscom)

Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro

42 ANATOMIA CANINA

A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la

proacutetesis y las zonas que afectariacutea

Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es

una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta

al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una

vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con

tres patas

Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una

amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga

pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino

pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades

restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y

muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo

esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce

en artritis u otros problemas articulares

Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

23

Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos

problemas a la larga

Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el

movimiento que realiza al andar

421 BIOMECAacuteNICA CANINA

La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede

realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones

anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una

deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso

dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos

Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos

conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del

peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido

al peso de la cabeza y el 40 a la posterior

En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de

gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro

angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos

o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria

Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de

rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial

Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los

coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)

La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de

130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten

hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

24

Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse

para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible

Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos

a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes

populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares

Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11

ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros

analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera

Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata

trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis

y que resistiraacuten las fuerzas

Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg

Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

27

Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar

422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS

Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros

Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680

Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400

Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50

Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg

Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

28

Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas

bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier

bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino

bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano

bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador

bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes

La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro

43 PROacuteTESIS

La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro

del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del

cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la

extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y

propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis

(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)

Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad

Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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431 EXOPROacuteTESIS

Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser

proacutetesis dentales de extremidad etc

Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un

molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede

antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta

de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la

proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar

maacutes la fijacioacuten

432 ENDOPROacuteTESIS

Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer

Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al

hueso se puede hacer de diferentes formas

bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca

433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS

Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se

Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

30

gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad

434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS

Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los

aspectos funcionales o estructurales del cuerpo

A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia

principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente

a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que

la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la

funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente

44 ESTUDIO DE MERCADO

En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado

441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS

Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a

medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra

en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten

Precio 49091 euro

Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

31

442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA

CANINA

Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni

Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea

Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de

miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de

miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza

correctamente

443 BETA IMPLANTS

Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales

con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de

valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h

Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden

proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos

de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos

disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber

queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten

Precio 76450 euro

Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom

Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

32

444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA

La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo

coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato

arquitecto y ambientoacutelogo

Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un

limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber

impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la

elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este

tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias

instalaciones

445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS

Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa

sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una

mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son

felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas

Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una

proacutetesis

bull Arneacutes de soporte

Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el

ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional

cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de

mejorar la movilidad

Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

33

Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al

arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un

soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas

bull Sillas de ruedas

Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o

se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres

extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten

bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada

Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute

sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las

dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que

el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por

desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o

en el suelo

bull Chalecos salvavidas

Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar

para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que

Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram

Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por

ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte

bull Calcetines antiderrapante para perros

Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar

maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la

abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo

446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER

Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente

bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales

bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien

Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

35

posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos

bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse

bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo

bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada

447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER

Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

36

45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS

Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos

bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y

que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades

Ortopegravediacaninacom

Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

37

bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales

bull Perros con profesiones peligrosas

En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes

En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que

estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis

u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a

disentildear nuestra proacutetesis

En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos

estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo

de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten

se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos

encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes

compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo

Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom

Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom

Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

38

Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es

relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos

conocidos

Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos

ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute

que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el

mercado

Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos

informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera

cual es el precio medio

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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5 BRIEFING

En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto

511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD

Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip

Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

40

A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten

Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad

Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO

bull Cadena de usuario

Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten

Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto

Empleados tienda Menor Poco frecuente

Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento

Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis

ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado

bull Perro

Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten

Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten

Mayor

Mayor

Mayor

Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse

Cuanto mayor de edad es la

mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la

proacutetesis

Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis

Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro

Mayor

Mayor

Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el

modelo

Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma

de la extremidad tambieacuten

Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Agua cerca -Calentamiento

Criacutetico

Mayor

Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute

componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear

Dilatacioacuten de los materiales y los

efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la

Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

42

-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales

Mayor

Criacutetico

Criacutetico

extremidad

Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe

de ser faacutecil de limpiar

Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones

a la mascota

Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar

el estilo de vida de la mascota

Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis

Menor

Criacutetico

Mayor

Mayor

Criacutetico

Mayor

El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo

Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis

Es importante pero con los

estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha

complicacioacuten

Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se

ajuste

Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien

Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga

Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

43

513 CUADRO FUNCIONAL

FUNCIONES

Proacutetesis

riacutegida

Proacutetesis

ecoloacutegica

Arneacutes de

soporte

Silla de

ruedas

PR

INC

IPA

L

Soporte para que el perro pueda

transportarse de forma autoacutenoma

CR SI SI NO SI

DE

RIV

AD

AS

Respecto al perro

Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO

Adaptabilidad raacutepida del perro a la

proacutetesis MA NO NO SI SI

Se hace un escaacutener a la extremidad

amputada para que el dispositivo se

acople lo mejor posible

MA NO NO NO NO

Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI

Ajustable para diferentes tamantildeos

de perros CR NO NO NO NO

Respecto al ldquoduentildeordquo del perro

Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI

Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO

Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO

CO

MP

LE

ME

NT

AR

IAS

Funciones esteacuteticas y sociales

Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO

Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI

Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO

Funciones ecoloacutegicas

Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO

ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica

Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

44

514 PRECEDENTES

El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas

Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante

515 AGUJEROS Y VENTANAS

Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente

Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

45

516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA

Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados

pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales

basadas en la ciencia y tecnologiacutea

A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya

bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos

las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual

Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se

realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto

podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado

elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico

deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos

de los componentes

Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con

su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la

proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el

buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos

517 ELECCIOacuteN

Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado

Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara

los siguientes beneficios

middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente

middot Personalizable para que sea uacutenica

middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo

modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten

de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis

Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando

esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban

las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto

generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos

puede tener una segunda oportunidad y una vida digna

518 TIPO DE DISENtildeO

La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final

1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel

2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas

posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible

3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal

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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING

En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas

61 ESTUDIO DE CONCEPTOS

Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas

611 PRIMER BOCETO

El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento

Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

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612 SEGUNDO BOCETO

Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior

613 TERCER BOCETO

Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos

Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL

63 PRIMER DISENtildeO 3D

Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor

Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D

Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)

641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA

Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos

642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS

Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral

Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD

AMPUTADA

Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor

644 GUIacuteAS PARA LA PATA

Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona

Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA

Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior

646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA

En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea

Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia

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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN

En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas

648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN

Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata

649 MEJORA DE SUJECIOacuteN

Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis

Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia

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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro

En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar

65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS

En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal

Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia

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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA

Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo

Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos

Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis

bull Extremidad del perro

Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia

Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm

Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm

Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm

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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando

Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm

En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a

Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia

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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara

En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa

Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa

66 DISENtildeO FINAL

Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata

Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales

661 CONTEXTUALIZACIOacuteN

La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes

Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia

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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL

ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA

El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde

se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final

1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo

Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener

una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de

detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten

inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D

Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos

grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto

optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien

pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte

mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos

2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para

que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si

utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D

Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no

hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la

opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado

Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom

Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom

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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va

generar como archivo obj

3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl

4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos

5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa

6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png

Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son

bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos

bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)

bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales

Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom

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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA

Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa

Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura de Pata (mm) 100 150 190 230

Diaacutemetro (mm) A B C

Profundidad (mm) 1 2 3

El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta

681 ALTURA DE LA PATA

La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro

Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia

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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal

bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm

bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm

bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm

bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm

Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes

Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia

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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA

El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros

bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm

bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm

bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm

bull

683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS

Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura

bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm

bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm

bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm

Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho

Fuente Elaboracioacuten propia

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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES

Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos

691 PARTE INTERNA

La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis

Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia

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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis

692 PARTE EXTERNA

La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura

La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan

Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia

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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO

Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal

Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten

694 UNIONES

Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80

bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6

Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia

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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa

Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres

Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom

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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912

Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes

Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes

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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES

Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son

bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio

bull Resistente a los golpes

bull Coste econoacutemico

bull Adecuado para la impresioacuten 3D

bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos

6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D

De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son

bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad

bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis

bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata

bull Material reciclable

bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis

Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos

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6102 MATERIAL DE LA CARCASA

Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D

De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten

bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable

Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack

Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom

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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad

bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material

Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas

A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido

Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3

Precio 231 ndash 278 EURkg

Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa

Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa

Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa

Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa

Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan

Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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6103 MATERIAL DE LA PATA

Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir

bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes

Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3

Precio 297 ndash 329 EURkg

Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa

Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa

Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa

Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa

Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor

Mecanizabilidad 1 ndash 3

Reciclaje No

bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez

Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3

Precio 289 ndash 426 EURkg

Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa

Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa

Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa

Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa

Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica

Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos

6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN

Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno

Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor

Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees

Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees

Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom

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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones

Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom

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611 AMFE

El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son

bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada

bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos

bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo

bull CAUSA Es aquello que produce el error

bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso

Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores

bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)

bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)

bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)

Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado

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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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7 CAacuteLCULOS

Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba

bull La forma de la proacutetesis

bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones

71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA

Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge

Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso

Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia

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Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del

programa

Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon

PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir

manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el

fabricante

Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de

datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido

Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de

la pata que estaraacute sujeto a la carcasa

Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas

bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse

bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se

flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada

72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE

Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata

Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro

reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el

40 restante

Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza

utilizada es para ese tamantildeo de perro

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873

Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto

con el suelo

Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error

ver los resultados

Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no

se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que

tambieacuten absorberaacute los golpes

Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un

liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195

MPa

73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO

Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado

en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899

119865119862119889119910119899 = 3

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873

Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en

pie pero entra en los paraacutemetros

Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten

dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza

Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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8 PRESUPUESTOS

En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas

81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA

Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad

Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)

Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000

Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400

Desarrollo del concepto 30 106 31800

Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000

Modelacioacuten 3D 30 108 32400

Simulaciones 30 27 8100

Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700

Total 578 173400

El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto

Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia

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82 TIPOS DE COSTES

A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc

821 COSTE DE LOS MATERIALES

El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar

Materiales Precio unitario (euro)

Unidades Precio (euro)

Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478

Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350

Tuerca DIN-934 M6

002710 2 00542

Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240

Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD

1118000 02 22360

Total 25970

Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912

bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno

bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una

Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar

Materiales Cantidad de material (g)

Cantidad de material para una proacutetesis

aprox (g)

Precio de cada rollo de filamento (euro)

Precio para una proacutetesis

(euro)

Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110

Filamentos de Flex X-920

600 60 164600 16460

Filamentos de Fiberlogy Nylon

500 100 529900 105980

Total + 2 de desechos 178041

Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D

Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia

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822 COSTES DE MAQUINARIA

Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten

Maquinas Precio (euro)

Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700

Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357

Herramientas 5000

Total 363057

Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral

119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904

119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =

15870000

220 times 8= 09017euro

La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro

823 COSTES DE ELECTRICIDAD

Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad

Coste de energiacutea (eurokWh) 0150

Consumo medio (kW) 0500

Coste por hora de la luz (euroh) 0075

Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten

Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia

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Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)

Carcasa 8 0600

Adaptador 3 0225

Pata 13 0975

Total 1800

Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata

83 COSTES DE PERSONAL

Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten

Puesta en marcha de la impresora (h) 1

Postproduccioacuten (h) 1

Total de horas para 1 pieza (h) 2

Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000

2000= 20 euro

Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo

84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN

La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten

Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia

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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)

Coste del adaptador de la

proacutetesis (euro)

Coste de la pata (euro)

Coste de materiales

- Materiales 52110 16460 105980

- Electricidad 06000 02250 09750

Coste de operario

- Preparacioacuten 10 10 10

- Postproduccioacuten 10 10 10

Coste de fallos (10) 25811 21871 31573

Total 283921 240581 347303

Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro

Piezas de la proacutetesis Coste (euro)

Carcasa 283921

Adaptados 240581

Pata 347303

Amortizacioacuten 72136

Tornillos 03610

Epoxi 22360

Calcetiacuten 01184

Correas de sujecioacuten 09580

Total 980675

Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro

Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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85 VENTA AL PUacuteBLICO

Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30

119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro

86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904

119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900

Caacutelculo del punto de equilibrio

Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro

Materiales 9806euro

Precio del producto en venta 12750euro

Costes fijos 5760000euro + 1734000euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904

Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se

trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer

tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta

Si

119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904

Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218

unidades que siacute se puede contemplar producir

Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia

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9 CONCLUSIONES

Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito

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AGRADECIMIENTOS

Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo

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Page 8: TREBAJO FINAL DE GRADO - upcommons.upc.edu

643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD AMPUTADA 51

644 GUIacuteAS PARA LA PATA 51

645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA 52

646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA 52

647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN 53

648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN 53

649 MEJORA DE SUJECIOacuteN 53

65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS 54

651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA 55

66 DISENtildeO FINAL 60

661 CONTEXTUALIZACIOacuteN 61

67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA 62

68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA 64

681 ALTURA DE LA PATA 64

682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA 66

683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS 66

69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES 67

691 PARTE INTERNA 67

692 PARTE EXTERNA 68

693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO 69

694 UNIONES 69

610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES 72

6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D 72

6102 MATERIAL DE LA CARCASA 73

6103 MATERIAL DE LA PATA 75

6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN 77

611 AMFE 79

7 CAacuteLCULOS 84

71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA 84

72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE 86

73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO 88

8 PRESUPUESTOS 90

81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA 90

82 TIPOS DE COSTES 91

821 COSTE DE LOS MATERIALES 91

822 COSTES DE MAQUINARIA 92

823 COSTES DE ELECTRICIDAD 92

83 COSTES DE PERSONAL 93

84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN 93

85 VENTA AL PUacuteBLICO 95

86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN 95

9 CONCLUSIONES 96

AGRADECIMIENTOS 97

WEBGRAFIA 98

SUMARIO DE FIGURAS

FIGURA 1 PRIMERA PROacuteTESIS FABRICADA 10

FIGURA 2 PROacuteTESIS DEL IMPERO ROMANO 11

FIGURA 3 PROacuteTESIS DE LA EDAD MEDIA 11

FIGURA 4 PROacuteTESIS DEL SIGLO XIX 12

FIGURA 5 EVOLUCIOacuteN DE LA PROacuteTESIS 12

FIGURA 6 PROacuteTESIS DE LA INVESTIGACIOacuteN ldquoREVOLUCIONANDO PROacuteTESISrdquo 13

FIGURA7 EL TALLER DE ORTHOCARE Y ALGUNO DE SUS TRABAJOS 14

FIGURA 8 MAPA DE IDEAS 16

FIGURA 9 WINTER CON SU PROacuteTESIS DE ALETA 17

FIGURA 10 BEAUTY CON SU PROacuteTESIS DE PICO 17

FIGURA 11 SENtildeOR STUBBS CON SU PROacuteTESIS DE COLA 18

FIGURA 12 TUMOR EN EXTREMIDAD CANINA 21

FIGURA 13 ZONAS AFECTAS POR PEacuteRDIDA DE EXTREMIDAD TRASERA 22

FIGURA 14 AacuteNGULOS DE LA RODILLA CUANDO CORRE Y CUANDO ESTAacute EN POSICIOacuteN VERTICAL 24

FIGURA 15 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 24

FIGURA 16 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 25

FIGURA 17 MEDIAS DE UN PERRO PARA GUIAR EN LA TABLA 28

FIGURA 18 FUNCIONAMIENTO DE PROacuteTESIS AL VACIacuteO 29

FIGURA 19 PROacuteTESIS DE ORTOCANIS 30

FIGURA 20 PROacuteTESIS DE ORTOPEDIACANINA 31

FIGURA 21 DISENtildeO DE IMPLANTE 31

FIGURA 22 SENtildeOR PROacuteTESIS A PARTIR DE UN BOTE LIMPIACRISTALES 32

FIGURA 23 PERRO CON ARNEacuteS DE SOPORTE 33

FIGURA 24 PERRO CON SILLA DE RUEDAS 33

FIGURA 25 ESQUEMA DE LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34

FIGURA 26 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 36

FIGURA 27 PERRO CON AMPUTACIOacuteN DE TAMANtildeO MEDIO 37

FIGURA 28 PERRO DE TAMANtildeO GRANDE 37

FIGURA 29 PERRO POLICIacuteA 37

FIGURA 30 FASES DEL BRIEFING 39

FIGURA 31 STORYBOARD DEL PROBLEMA DE PERDER UNA EXTREMIDAD 40

FIGURA 33 PRIMER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 47

FIGURA 34 SEGUNDO BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48

FIGURA 35 TERCER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48

FIGURA 36 BOCETOS DEL DISENtildeO FINAL 49

FIGURA 37 VISTA ISOMEacuteTRICA DEL DISENtildeO 3D JUNTO AL ALZADO PLANTA Y PERFIL 49

FIGURA 38 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50

FIGURA 39 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50

FIGURA 40 MEJORA EN LA EXTRUSIOacuteN DE LA CARCASA 51

FIGURA 41 CARCASA CON GUIacuteA PARA LA PATA 51

FIGURA 42 REDISENtildeO DE LAS GUIacuteAS 52

FIGURA 43 CREACIOacuteN DE TAPA INFERIOR 52

FIGURA 44 MEJOR DEL DISENtildeO DEL CALCETIacuteN 53

FIGURA 45 AacuteNGULO DEL CALCETIacuteN EN CONTACTO CON EL SUELO 53

FIGURA 46 SUJECIONES DE LA CORREA 54

FIGURA 47 SUJECIOacuteN ANtildeADIDA 54

FIGURA 48 PRIMER BOCETO DE LA FORMA DE LA PROacuteTESIS 55

FIGURA 49 PROPORCIONES DE LA PATA DE PERRO 56

FIGURA 50 PROPORCIONES DE LA PROacuteTESIS 57

FIGURA 51 VARIACIONES DE AacuteNGULOS SEGUacuteN LA POSICIOacuteN DE LA CARCASA 58

FIGURA 52 MODIFICACIOacuteN DE AacuteNGULOS 58

FIGURA 53 MODIFICACIOacuteN DE LA CARCASA 59

FIGURA 54 REPRESENTACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN 60

FIGURA 55 VISTAS DEL DISENtildeO FINAL 60

FIGURA 56 COMBINACIONES DE COLORES 61

FIGURA 57 CONTEXTUALIZACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS CON PERROS DE TAMANtildeO DIFERENTE Y COLOR DE PELO DIFERENTES 61

FIGURA 58 ESCAgraveNER SCANTECH 62

FIGURA 59 ESCAgraveNER 3DS SENSE 62

FIGURA 60 IMPRESORA ORIGINAL PRUSA I3 MK3S 63

FIGURA 61 MODELO DE PATA CON ALTURA Y ANCHO 65

FIGURA 62 MODELO DE CARCASA CON RADIO Y ANCHO 66

FIGURA 63 MODELO DE CARCASA CON PROFUNDIDAD 67

FIGURA 64 MODELO DEL ESCANEADO 3D CON UN CORTE PARA VER EL INTERIOR 68

FIGURA 65 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA CARCASA 68

FIGURA 66 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA PARA 69

FIGURA 67 ROLLO DE FILAMENTOS FLEX X-920 SAKATA 3D 73

FIGURA 68 GRAFICO QUE TIENE EN CUENTA EL PRECIO DEL MATERIAL Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIOacuteN 73

FIGURA 69 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74

FIGURA 70 FILAMENTO ABS DE LA MARCA GEMBIRD 75

FIGURA71 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 75

FIGURA 72 ROLLO DE FILAMENTOS FIBERLOGY NYLON PA12+CF15 77

FIGURA 73 EJEMPLO DE CAUCHO NITRILO (NBR) EN LAacuteMINA 77

FIGURA 74 ADHESIVO GENEacuteRICO BIOCOMPONENTE EPOXI ARALDITE STANDARD 12+12 ML 78

FIGURA 75 DISENtildeO DE LA PATA PARA NX 10 84

FIGURA 76 MALLADO DE LA PATA 85

FIGURA 77 RESTRICCIOacuteN DE LA PATA 85

FIGURA 78 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN LA PATA 86

FIGURA 79 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 87

FIGURA 80 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 87

FIGURA 81 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 88

FIGURA 82 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 89

SUMARIO DE TABLAS

TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25

TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26

TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26

TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27

TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27

TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39

TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41

TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42

TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43

TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64

TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65

TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70

TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70

TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74

TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75

TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76

TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77

TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80

TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81

TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82

TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83

TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90

TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91

TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91

TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92

TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92

TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93

TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93

TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94

TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94

TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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INTRODUCCIOacuteN

Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis

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11 OBJETIVOS

El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su

evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el

canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo

bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea

a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad

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2 ESTADO DEL ARTE

Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales

21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS

Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute

211 ANTIGUO EGIPTO

La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC

212 IMPERIO ROMANO

En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla

Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom

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Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla

213 ALTA EDAD MEDIA

La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos

214 ANtildeO 1500

En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero

Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom

Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses

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215 SIGLO XVII Y XIX

En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo

En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano

216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO

La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones

Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom

Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes

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22 ATENTADO DE BOSTON

Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback

Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos

Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg

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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas

23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES

Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante

Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees

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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE

Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos

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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA

El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones

31 MAPA IDEAS

La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute

A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa

311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA

LA PROacuteTESIS

Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o

problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros

y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se

relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes

situaciones

Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia

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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan

ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras

especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis

bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter

Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute

perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la

primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la

capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear

maacutes proacutetesis como la suya

bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty

Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el

pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una

empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su

vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con

problemas en los picos

Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom

Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom

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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs

Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la

herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como

el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que

aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten

312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO

Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un

problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten

comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y

de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio

Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la

normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no

habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto

de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de

disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir

313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS

bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal

El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales

cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el

desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan

variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones

o no sea tan eficaz

Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom

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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal

Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta

que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los

perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o

dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda

estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten

bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada

Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se

adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus

funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades

que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo

de vida que pueda llevar

bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno

Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal

32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA

Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la

entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de

animales con discapacidad en las extremidades que conozco

Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o

molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema

complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran

mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos

resolver o simplemente no tendraacuten mascotas

Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso

que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas

razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten

se ha visto descartada

Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la

concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la

mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco

partes

bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes

de la operacioacuten

bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa

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bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas

bull La experiencia del entrevistado

bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema

La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es

decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten

consolidada entre entrevistador y entrevistado

En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos

que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada

33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA

Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la

entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar

con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta

Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos

propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana

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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS

Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad

41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES

EN PERROS

Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos

bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip

bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo

bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable

bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por

bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)

Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes

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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo

branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento

20032004)

bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes

incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el

nacimiento (msdmanualscom)

Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro

42 ANATOMIA CANINA

A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la

proacutetesis y las zonas que afectariacutea

Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es

una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta

al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una

vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con

tres patas

Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una

amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga

pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino

pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades

restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y

muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo

esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce

en artritis u otros problemas articulares

Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom

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Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos

problemas a la larga

Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el

movimiento que realiza al andar

421 BIOMECAacuteNICA CANINA

La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede

realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones

anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una

deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso

dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos

Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos

conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del

peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido

al peso de la cabeza y el 40 a la posterior

En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de

gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro

angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos

o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria

Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de

rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial

Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los

coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)

La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de

130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten

hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)

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Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse

para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible

Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos

a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes

populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares

Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11

ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros

analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera

Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia

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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg

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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata

trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis

y que resistiraacuten las fuerzas

Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg

Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg

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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar

422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS

Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros

Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680

Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400

Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50

Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg

Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas

bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier

bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino

bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano

bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador

bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes

La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro

43 PROacuteTESIS

La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro

del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del

cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la

extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y

propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis

(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)

Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad

Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

29

431 EXOPROacuteTESIS

Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser

proacutetesis dentales de extremidad etc

Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un

molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede

antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta

de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la

proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar

maacutes la fijacioacuten

432 ENDOPROacuteTESIS

Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer

Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al

hueso se puede hacer de diferentes formas

bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca

433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS

Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se

Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad

434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS

Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los

aspectos funcionales o estructurales del cuerpo

A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia

principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente

a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que

la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la

funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente

44 ESTUDIO DE MERCADO

En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado

441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS

Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a

medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra

en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten

Precio 49091 euro

Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

31

442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA

CANINA

Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni

Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea

Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de

miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de

miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza

correctamente

443 BETA IMPLANTS

Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales

con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de

valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h

Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden

proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos

de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos

disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber

queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten

Precio 76450 euro

Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom

Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

32

444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA

La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo

coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato

arquitecto y ambientoacutelogo

Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un

limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber

impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la

elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este

tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias

instalaciones

445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS

Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa

sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una

mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son

felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas

Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una

proacutetesis

bull Arneacutes de soporte

Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el

ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional

cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de

mejorar la movilidad

Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

33

Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al

arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un

soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas

bull Sillas de ruedas

Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o

se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres

extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten

bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada

Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute

sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las

dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que

el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por

desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o

en el suelo

bull Chalecos salvavidas

Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar

para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que

Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram

Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por

ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte

bull Calcetines antiderrapante para perros

Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar

maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la

abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo

446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER

Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente

bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales

bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien

Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

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35

posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos

bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse

bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo

bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada

447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER

Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS

Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos

bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y

que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades

Ortopegravediacaninacom

Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales

bull Perros con profesiones peligrosas

En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes

En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que

estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis

u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a

disentildear nuestra proacutetesis

En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos

estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo

de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten

se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos

encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes

compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo

Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom

Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom

Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es

relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos

conocidos

Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos

ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute

que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el

mercado

Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos

informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera

cual es el precio medio

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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5 BRIEFING

En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto

511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD

Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip

Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia

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A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten

Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad

Fuente Elaboracioacuten propia

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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO

bull Cadena de usuario

Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten

Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto

Empleados tienda Menor Poco frecuente

Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento

Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis

ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado

bull Perro

Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten

Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten

Mayor

Mayor

Mayor

Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse

Cuanto mayor de edad es la

mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la

proacutetesis

Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis

Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro

Mayor

Mayor

Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el

modelo

Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma

de la extremidad tambieacuten

Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Agua cerca -Calentamiento

Criacutetico

Mayor

Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute

componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear

Dilatacioacuten de los materiales y los

efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la

Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia

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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales

Mayor

Criacutetico

Criacutetico

extremidad

Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe

de ser faacutecil de limpiar

Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones

a la mascota

Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar

el estilo de vida de la mascota

Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis

Menor

Criacutetico

Mayor

Mayor

Criacutetico

Mayor

El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo

Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis

Es importante pero con los

estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha

complicacioacuten

Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se

ajuste

Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien

Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga

Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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513 CUADRO FUNCIONAL

FUNCIONES

Proacutetesis

riacutegida

Proacutetesis

ecoloacutegica

Arneacutes de

soporte

Silla de

ruedas

PR

INC

IPA

L

Soporte para que el perro pueda

transportarse de forma autoacutenoma

CR SI SI NO SI

DE

RIV

AD

AS

Respecto al perro

Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO

Adaptabilidad raacutepida del perro a la

proacutetesis MA NO NO SI SI

Se hace un escaacutener a la extremidad

amputada para que el dispositivo se

acople lo mejor posible

MA NO NO NO NO

Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI

Ajustable para diferentes tamantildeos

de perros CR NO NO NO NO

Respecto al ldquoduentildeordquo del perro

Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI

Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO

Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO

CO

MP

LE

ME

NT

AR

IAS

Funciones esteacuteticas y sociales

Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO

Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI

Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO

Funciones ecoloacutegicas

Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO

ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica

Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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514 PRECEDENTES

El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas

Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante

515 AGUJEROS Y VENTANAS

Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente

Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA

Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados

pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales

basadas en la ciencia y tecnologiacutea

A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya

bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos

las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual

Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se

realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto

podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado

elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico

deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos

de los componentes

Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con

su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la

proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el

buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos

517 ELECCIOacuteN

Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado

Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara

los siguientes beneficios

middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente

middot Personalizable para que sea uacutenica

middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo

modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten

de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis

Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando

esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban

las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto

generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos

puede tener una segunda oportunidad y una vida digna

518 TIPO DE DISENtildeO

La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final

1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel

2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas

posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible

3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING

En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas

61 ESTUDIO DE CONCEPTOS

Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas

611 PRIMER BOCETO

El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento

Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

48

612 SEGUNDO BOCETO

Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior

613 TERCER BOCETO

Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos

Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL

63 PRIMER DISENtildeO 3D

Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor

Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia

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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D

Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)

641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA

Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos

642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS

Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral

Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD

AMPUTADA

Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor

644 GUIacuteAS PARA LA PATA

Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona

Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA

Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior

646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA

En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea

Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia

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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN

En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas

648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN

Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata

649 MEJORA DE SUJECIOacuteN

Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis

Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia

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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro

En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar

65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS

En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal

Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia

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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA

Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo

Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos

Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis

bull Extremidad del perro

Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia

Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm

Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm

Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm

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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando

Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm

En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a

Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia

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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara

En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa

Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa

66 DISENtildeO FINAL

Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata

Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales

661 CONTEXTUALIZACIOacuteN

La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes

Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia

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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL

ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA

El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde

se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final

1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo

Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener

una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de

detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten

inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D

Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos

grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto

optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien

pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte

mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos

2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para

que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si

utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D

Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no

hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la

opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado

Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom

Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom

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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va

generar como archivo obj

3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl

4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos

5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa

6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png

Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son

bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos

bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)

bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales

Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom

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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA

Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa

Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura de Pata (mm) 100 150 190 230

Diaacutemetro (mm) A B C

Profundidad (mm) 1 2 3

El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta

681 ALTURA DE LA PATA

La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro

Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia

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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal

bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm

bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm

bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm

bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm

Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes

Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia

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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA

El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros

bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm

bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm

bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm

bull

683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS

Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura

bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm

bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm

bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm

Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho

Fuente Elaboracioacuten propia

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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES

Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos

691 PARTE INTERNA

La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis

Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia

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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis

692 PARTE EXTERNA

La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura

La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan

Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia

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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO

Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal

Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten

694 UNIONES

Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80

bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6

Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia

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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa

Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres

Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom

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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912

Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes

Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes

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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES

Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son

bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio

bull Resistente a los golpes

bull Coste econoacutemico

bull Adecuado para la impresioacuten 3D

bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos

6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D

De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son

bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad

bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis

bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata

bull Material reciclable

bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis

Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos

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6102 MATERIAL DE LA CARCASA

Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D

De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten

bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable

Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack

Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom

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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad

bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material

Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas

A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido

Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3

Precio 231 ndash 278 EURkg

Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa

Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa

Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa

Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa

Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan

Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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6103 MATERIAL DE LA PATA

Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir

bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes

Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3

Precio 297 ndash 329 EURkg

Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa

Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa

Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa

Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa

Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor

Mecanizabilidad 1 ndash 3

Reciclaje No

bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez

Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3

Precio 289 ndash 426 EURkg

Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa

Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa

Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa

Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa

Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica

Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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77

Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos

6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN

Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno

Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor

Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees

Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees

Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom

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78

Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones

Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom

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79

611 AMFE

El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son

bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada

bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos

bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo

bull CAUSA Es aquello que produce el error

bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso

Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores

bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)

bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)

bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)

Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado

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80

Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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82

Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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83

Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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84

7 CAacuteLCULOS

Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba

bull La forma de la proacutetesis

bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones

71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA

Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge

Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso

Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia

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85

Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del

programa

Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon

PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir

manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el

fabricante

Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de

datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido

Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de

la pata que estaraacute sujeto a la carcasa

Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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86

Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas

bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse

bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se

flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada

72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE

Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata

Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro

reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el

40 restante

Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza

utilizada es para ese tamantildeo de perro

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873

Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto

con el suelo

Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error

ver los resultados

Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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87

Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no

se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que

tambieacuten absorberaacute los golpes

Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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88

En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un

liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195

MPa

73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO

Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado

en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899

119865119862119889119910119899 = 3

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873

Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en

pie pero entra en los paraacutemetros

Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten

dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza

Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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8 PRESUPUESTOS

En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas

81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA

Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad

Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)

Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000

Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400

Desarrollo del concepto 30 106 31800

Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000

Modelacioacuten 3D 30 108 32400

Simulaciones 30 27 8100

Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700

Total 578 173400

El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto

Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia

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82 TIPOS DE COSTES

A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc

821 COSTE DE LOS MATERIALES

El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar

Materiales Precio unitario (euro)

Unidades Precio (euro)

Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478

Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350

Tuerca DIN-934 M6

002710 2 00542

Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240

Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD

1118000 02 22360

Total 25970

Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912

bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno

bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una

Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar

Materiales Cantidad de material (g)

Cantidad de material para una proacutetesis

aprox (g)

Precio de cada rollo de filamento (euro)

Precio para una proacutetesis

(euro)

Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110

Filamentos de Flex X-920

600 60 164600 16460

Filamentos de Fiberlogy Nylon

500 100 529900 105980

Total + 2 de desechos 178041

Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D

Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia

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822 COSTES DE MAQUINARIA

Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten

Maquinas Precio (euro)

Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700

Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357

Herramientas 5000

Total 363057

Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral

119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904

119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =

15870000

220 times 8= 09017euro

La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro

823 COSTES DE ELECTRICIDAD

Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad

Coste de energiacutea (eurokWh) 0150

Consumo medio (kW) 0500

Coste por hora de la luz (euroh) 0075

Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten

Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia

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93

Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)

Carcasa 8 0600

Adaptador 3 0225

Pata 13 0975

Total 1800

Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata

83 COSTES DE PERSONAL

Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten

Puesta en marcha de la impresora (h) 1

Postproduccioacuten (h) 1

Total de horas para 1 pieza (h) 2

Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000

2000= 20 euro

Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo

84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN

La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten

Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia

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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)

Coste del adaptador de la

proacutetesis (euro)

Coste de la pata (euro)

Coste de materiales

- Materiales 52110 16460 105980

- Electricidad 06000 02250 09750

Coste de operario

- Preparacioacuten 10 10 10

- Postproduccioacuten 10 10 10

Coste de fallos (10) 25811 21871 31573

Total 283921 240581 347303

Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro

Piezas de la proacutetesis Coste (euro)

Carcasa 283921

Adaptados 240581

Pata 347303

Amortizacioacuten 72136

Tornillos 03610

Epoxi 22360

Calcetiacuten 01184

Correas de sujecioacuten 09580

Total 980675

Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro

Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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85 VENTA AL PUacuteBLICO

Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30

119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro

86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904

119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900

Caacutelculo del punto de equilibrio

Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro

Materiales 9806euro

Precio del producto en venta 12750euro

Costes fijos 5760000euro + 1734000euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904

Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se

trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer

tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta

Si

119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904

Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218

unidades que siacute se puede contemplar producir

Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia

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96

9 CONCLUSIONES

Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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AGRADECIMIENTOS

Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo

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Page 9: TREBAJO FINAL DE GRADO - upcommons.upc.edu

72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE 86

73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO 88

8 PRESUPUESTOS 90

81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA 90

82 TIPOS DE COSTES 91

821 COSTE DE LOS MATERIALES 91

822 COSTES DE MAQUINARIA 92

823 COSTES DE ELECTRICIDAD 92

83 COSTES DE PERSONAL 93

84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN 93

85 VENTA AL PUacuteBLICO 95

86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN 95

9 CONCLUSIONES 96

AGRADECIMIENTOS 97

WEBGRAFIA 98

SUMARIO DE FIGURAS

FIGURA 1 PRIMERA PROacuteTESIS FABRICADA 10

FIGURA 2 PROacuteTESIS DEL IMPERO ROMANO 11

FIGURA 3 PROacuteTESIS DE LA EDAD MEDIA 11

FIGURA 4 PROacuteTESIS DEL SIGLO XIX 12

FIGURA 5 EVOLUCIOacuteN DE LA PROacuteTESIS 12

FIGURA 6 PROacuteTESIS DE LA INVESTIGACIOacuteN ldquoREVOLUCIONANDO PROacuteTESISrdquo 13

FIGURA7 EL TALLER DE ORTHOCARE Y ALGUNO DE SUS TRABAJOS 14

FIGURA 8 MAPA DE IDEAS 16

FIGURA 9 WINTER CON SU PROacuteTESIS DE ALETA 17

FIGURA 10 BEAUTY CON SU PROacuteTESIS DE PICO 17

FIGURA 11 SENtildeOR STUBBS CON SU PROacuteTESIS DE COLA 18

FIGURA 12 TUMOR EN EXTREMIDAD CANINA 21

FIGURA 13 ZONAS AFECTAS POR PEacuteRDIDA DE EXTREMIDAD TRASERA 22

FIGURA 14 AacuteNGULOS DE LA RODILLA CUANDO CORRE Y CUANDO ESTAacute EN POSICIOacuteN VERTICAL 24

FIGURA 15 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 24

FIGURA 16 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 25

FIGURA 17 MEDIAS DE UN PERRO PARA GUIAR EN LA TABLA 28

FIGURA 18 FUNCIONAMIENTO DE PROacuteTESIS AL VACIacuteO 29

FIGURA 19 PROacuteTESIS DE ORTOCANIS 30

FIGURA 20 PROacuteTESIS DE ORTOPEDIACANINA 31

FIGURA 21 DISENtildeO DE IMPLANTE 31

FIGURA 22 SENtildeOR PROacuteTESIS A PARTIR DE UN BOTE LIMPIACRISTALES 32

FIGURA 23 PERRO CON ARNEacuteS DE SOPORTE 33

FIGURA 24 PERRO CON SILLA DE RUEDAS 33

FIGURA 25 ESQUEMA DE LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34

FIGURA 26 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 36

FIGURA 27 PERRO CON AMPUTACIOacuteN DE TAMANtildeO MEDIO 37

FIGURA 28 PERRO DE TAMANtildeO GRANDE 37

FIGURA 29 PERRO POLICIacuteA 37

FIGURA 30 FASES DEL BRIEFING 39

FIGURA 31 STORYBOARD DEL PROBLEMA DE PERDER UNA EXTREMIDAD 40

FIGURA 33 PRIMER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 47

FIGURA 34 SEGUNDO BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48

FIGURA 35 TERCER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48

FIGURA 36 BOCETOS DEL DISENtildeO FINAL 49

FIGURA 37 VISTA ISOMEacuteTRICA DEL DISENtildeO 3D JUNTO AL ALZADO PLANTA Y PERFIL 49

FIGURA 38 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50

FIGURA 39 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50

FIGURA 40 MEJORA EN LA EXTRUSIOacuteN DE LA CARCASA 51

FIGURA 41 CARCASA CON GUIacuteA PARA LA PATA 51

FIGURA 42 REDISENtildeO DE LAS GUIacuteAS 52

FIGURA 43 CREACIOacuteN DE TAPA INFERIOR 52

FIGURA 44 MEJOR DEL DISENtildeO DEL CALCETIacuteN 53

FIGURA 45 AacuteNGULO DEL CALCETIacuteN EN CONTACTO CON EL SUELO 53

FIGURA 46 SUJECIONES DE LA CORREA 54

FIGURA 47 SUJECIOacuteN ANtildeADIDA 54

FIGURA 48 PRIMER BOCETO DE LA FORMA DE LA PROacuteTESIS 55

FIGURA 49 PROPORCIONES DE LA PATA DE PERRO 56

FIGURA 50 PROPORCIONES DE LA PROacuteTESIS 57

FIGURA 51 VARIACIONES DE AacuteNGULOS SEGUacuteN LA POSICIOacuteN DE LA CARCASA 58

FIGURA 52 MODIFICACIOacuteN DE AacuteNGULOS 58

FIGURA 53 MODIFICACIOacuteN DE LA CARCASA 59

FIGURA 54 REPRESENTACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN 60

FIGURA 55 VISTAS DEL DISENtildeO FINAL 60

FIGURA 56 COMBINACIONES DE COLORES 61

FIGURA 57 CONTEXTUALIZACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS CON PERROS DE TAMANtildeO DIFERENTE Y COLOR DE PELO DIFERENTES 61

FIGURA 58 ESCAgraveNER SCANTECH 62

FIGURA 59 ESCAgraveNER 3DS SENSE 62

FIGURA 60 IMPRESORA ORIGINAL PRUSA I3 MK3S 63

FIGURA 61 MODELO DE PATA CON ALTURA Y ANCHO 65

FIGURA 62 MODELO DE CARCASA CON RADIO Y ANCHO 66

FIGURA 63 MODELO DE CARCASA CON PROFUNDIDAD 67

FIGURA 64 MODELO DEL ESCANEADO 3D CON UN CORTE PARA VER EL INTERIOR 68

FIGURA 65 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA CARCASA 68

FIGURA 66 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA PARA 69

FIGURA 67 ROLLO DE FILAMENTOS FLEX X-920 SAKATA 3D 73

FIGURA 68 GRAFICO QUE TIENE EN CUENTA EL PRECIO DEL MATERIAL Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIOacuteN 73

FIGURA 69 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74

FIGURA 70 FILAMENTO ABS DE LA MARCA GEMBIRD 75

FIGURA71 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 75

FIGURA 72 ROLLO DE FILAMENTOS FIBERLOGY NYLON PA12+CF15 77

FIGURA 73 EJEMPLO DE CAUCHO NITRILO (NBR) EN LAacuteMINA 77

FIGURA 74 ADHESIVO GENEacuteRICO BIOCOMPONENTE EPOXI ARALDITE STANDARD 12+12 ML 78

FIGURA 75 DISENtildeO DE LA PATA PARA NX 10 84

FIGURA 76 MALLADO DE LA PATA 85

FIGURA 77 RESTRICCIOacuteN DE LA PATA 85

FIGURA 78 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN LA PATA 86

FIGURA 79 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 87

FIGURA 80 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 87

FIGURA 81 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 88

FIGURA 82 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 89

SUMARIO DE TABLAS

TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25

TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26

TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26

TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27

TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27

TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39

TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41

TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42

TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43

TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64

TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65

TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70

TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70

TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74

TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75

TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76

TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77

TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80

TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81

TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82

TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83

TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90

TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91

TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91

TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92

TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92

TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93

TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93

TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94

TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94

TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95

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INTRODUCCIOacuteN

Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis

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11 OBJETIVOS

El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su

evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el

canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo

bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea

a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad

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2 ESTADO DEL ARTE

Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales

21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS

Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute

211 ANTIGUO EGIPTO

La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC

212 IMPERIO ROMANO

En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla

Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom

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11

Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla

213 ALTA EDAD MEDIA

La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos

214 ANtildeO 1500

En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero

Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom

Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses

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215 SIGLO XVII Y XIX

En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo

En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano

216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO

La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones

Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom

Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes

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22 ATENTADO DE BOSTON

Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback

Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos

Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas

23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES

Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante

Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE

Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

16

3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA

El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones

31 MAPA IDEAS

La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute

A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa

311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA

LA PROacuteTESIS

Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o

problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros

y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se

relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes

situaciones

Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan

ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras

especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis

bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter

Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute

perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la

primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la

capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear

maacutes proacutetesis como la suya

bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty

Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el

pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una

empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su

vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con

problemas en los picos

Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom

Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs

Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la

herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como

el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que

aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten

312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO

Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un

problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten

comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y

de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio

Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la

normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no

habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto

de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de

disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir

313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS

bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal

El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales

cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el

desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan

variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones

o no sea tan eficaz

Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal

Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta

que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los

perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o

dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda

estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten

bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada

Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se

adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus

funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades

que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo

de vida que pueda llevar

bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno

Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal

32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA

Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la

entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de

animales con discapacidad en las extremidades que conozco

Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o

molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema

complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran

mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos

resolver o simplemente no tendraacuten mascotas

Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso

que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas

razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten

se ha visto descartada

Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la

concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la

mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco

partes

bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes

de la operacioacuten

bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas

bull La experiencia del entrevistado

bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema

La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es

decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten

consolidada entre entrevistador y entrevistado

En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos

que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada

33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA

Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la

entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar

con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta

Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos

propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana

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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS

Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad

41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES

EN PERROS

Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos

bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip

bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo

bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable

bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por

bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)

Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes

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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo

branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento

20032004)

bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes

incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el

nacimiento (msdmanualscom)

Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro

42 ANATOMIA CANINA

A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la

proacutetesis y las zonas que afectariacutea

Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es

una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta

al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una

vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con

tres patas

Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una

amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga

pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino

pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades

restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y

muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo

esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce

en artritis u otros problemas articulares

Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom

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Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos

problemas a la larga

Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el

movimiento que realiza al andar

421 BIOMECAacuteNICA CANINA

La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede

realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones

anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una

deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso

dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos

Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos

conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del

peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido

al peso de la cabeza y el 40 a la posterior

En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de

gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro

angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos

o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria

Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de

rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial

Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los

coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)

La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de

130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten

hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse

para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible

Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos

a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes

populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares

Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11

ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros

analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera

Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia

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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg

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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata

trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis

y que resistiraacuten las fuerzas

Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg

Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg

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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar

422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS

Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros

Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680

Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400

Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50

Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg

Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas

bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier

bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino

bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano

bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador

bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes

La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro

43 PROacuteTESIS

La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro

del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del

cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la

extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y

propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis

(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)

Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad

Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom

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431 EXOPROacuteTESIS

Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser

proacutetesis dentales de extremidad etc

Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un

molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede

antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta

de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la

proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar

maacutes la fijacioacuten

432 ENDOPROacuteTESIS

Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer

Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al

hueso se puede hacer de diferentes formas

bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca

433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS

Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se

Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom

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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad

434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS

Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los

aspectos funcionales o estructurales del cuerpo

A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia

principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente

a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que

la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la

funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente

44 ESTUDIO DE MERCADO

En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado

441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS

Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a

medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra

en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten

Precio 49091 euro

Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA

CANINA

Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni

Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea

Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de

miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de

miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza

correctamente

443 BETA IMPLANTS

Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales

con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de

valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h

Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden

proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos

de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos

disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber

queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten

Precio 76450 euro

Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom

Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA

La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo

coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato

arquitecto y ambientoacutelogo

Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un

limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber

impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la

elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este

tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias

instalaciones

445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS

Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa

sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una

mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son

felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas

Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una

proacutetesis

bull Arneacutes de soporte

Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el

ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional

cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de

mejorar la movilidad

Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom

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33

Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al

arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un

soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas

bull Sillas de ruedas

Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o

se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres

extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten

bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada

Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute

sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las

dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que

el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por

desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o

en el suelo

bull Chalecos salvavidas

Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar

para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que

Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram

Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes

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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por

ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte

bull Calcetines antiderrapante para perros

Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar

maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la

abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo

446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER

Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente

bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales

bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien

Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

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35

posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos

bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse

bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo

bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada

447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER

Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten

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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS

Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos

bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y

que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades

Ortopegravediacaninacom

Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales

bull Perros con profesiones peligrosas

En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes

En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que

estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis

u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a

disentildear nuestra proacutetesis

En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos

estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo

de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten

se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos

encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes

compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo

Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom

Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom

Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom

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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es

relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos

conocidos

Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos

ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute

que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el

mercado

Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos

informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera

cual es el precio medio

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5 BRIEFING

En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto

511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD

Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip

Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia

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A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten

Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad

Fuente Elaboracioacuten propia

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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO

bull Cadena de usuario

Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten

Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto

Empleados tienda Menor Poco frecuente

Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento

Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis

ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado

bull Perro

Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten

Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten

Mayor

Mayor

Mayor

Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse

Cuanto mayor de edad es la

mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la

proacutetesis

Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis

Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro

Mayor

Mayor

Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el

modelo

Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma

de la extremidad tambieacuten

Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Agua cerca -Calentamiento

Criacutetico

Mayor

Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute

componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear

Dilatacioacuten de los materiales y los

efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la

Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia

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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales

Mayor

Criacutetico

Criacutetico

extremidad

Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe

de ser faacutecil de limpiar

Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones

a la mascota

Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar

el estilo de vida de la mascota

Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis

Menor

Criacutetico

Mayor

Mayor

Criacutetico

Mayor

El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo

Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis

Es importante pero con los

estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha

complicacioacuten

Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se

ajuste

Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien

Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga

Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

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513 CUADRO FUNCIONAL

FUNCIONES

Proacutetesis

riacutegida

Proacutetesis

ecoloacutegica

Arneacutes de

soporte

Silla de

ruedas

PR

INC

IPA

L

Soporte para que el perro pueda

transportarse de forma autoacutenoma

CR SI SI NO SI

DE

RIV

AD

AS

Respecto al perro

Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO

Adaptabilidad raacutepida del perro a la

proacutetesis MA NO NO SI SI

Se hace un escaacutener a la extremidad

amputada para que el dispositivo se

acople lo mejor posible

MA NO NO NO NO

Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI

Ajustable para diferentes tamantildeos

de perros CR NO NO NO NO

Respecto al ldquoduentildeordquo del perro

Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI

Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO

Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO

CO

MP

LE

ME

NT

AR

IAS

Funciones esteacuteticas y sociales

Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO

Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI

Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO

Funciones ecoloacutegicas

Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO

ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica

Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

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514 PRECEDENTES

El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas

Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante

515 AGUJEROS Y VENTANAS

Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente

Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl

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516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA

Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados

pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales

basadas en la ciencia y tecnologiacutea

A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya

bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos

las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual

Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se

realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto

podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado

elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico

deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos

de los componentes

Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con

su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la

proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el

buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos

517 ELECCIOacuteN

Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado

Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara

los siguientes beneficios

middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente

middot Personalizable para que sea uacutenica

middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil

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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo

modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten

de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis

Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando

esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban

las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto

generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos

puede tener una segunda oportunidad y una vida digna

518 TIPO DE DISENtildeO

La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final

1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel

2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas

posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible

3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal

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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING

En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas

61 ESTUDIO DE CONCEPTOS

Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas

611 PRIMER BOCETO

El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento

Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

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612 SEGUNDO BOCETO

Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior

613 TERCER BOCETO

Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos

Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL

63 PRIMER DISENtildeO 3D

Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor

Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia

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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D

Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)

641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA

Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos

642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS

Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral

Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD

AMPUTADA

Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor

644 GUIacuteAS PARA LA PATA

Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona

Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA

Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior

646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA

En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea

Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia

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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN

En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas

648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN

Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata

649 MEJORA DE SUJECIOacuteN

Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis

Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia

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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro

En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar

65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS

En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal

Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia

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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA

Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo

Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos

Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis

bull Extremidad del perro

Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia

Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm

Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm

Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando

Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm

En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a

Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara

En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa

Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa

66 DISENtildeO FINAL

Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata

Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales

661 CONTEXTUALIZACIOacuteN

La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes

Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia

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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL

ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA

El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde

se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final

1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo

Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener

una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de

detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten

inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D

Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos

grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto

optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien

pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte

mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos

2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para

que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si

utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D

Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no

hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la

opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado

Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom

Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom

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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va

generar como archivo obj

3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl

4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos

5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa

6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png

Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son

bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos

bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)

bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales

Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom

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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA

Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa

Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura de Pata (mm) 100 150 190 230

Diaacutemetro (mm) A B C

Profundidad (mm) 1 2 3

El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta

681 ALTURA DE LA PATA

La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro

Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia

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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal

bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm

bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm

bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm

bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm

Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes

Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia

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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA

El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros

bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm

bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm

bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm

bull

683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS

Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura

bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm

bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm

bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm

Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho

Fuente Elaboracioacuten propia

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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES

Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos

691 PARTE INTERNA

La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis

Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia

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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis

692 PARTE EXTERNA

La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura

La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan

Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia

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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO

Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal

Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten

694 UNIONES

Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80

bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6

Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia

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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa

Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres

Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom

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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912

Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes

Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes

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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES

Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son

bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio

bull Resistente a los golpes

bull Coste econoacutemico

bull Adecuado para la impresioacuten 3D

bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos

6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D

De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son

bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad

bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis

bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata

bull Material reciclable

bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis

Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos

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6102 MATERIAL DE LA CARCASA

Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D

De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten

bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable

Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack

Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom

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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad

bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material

Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas

A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido

Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3

Precio 231 ndash 278 EURkg

Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa

Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa

Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa

Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa

Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan

Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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6103 MATERIAL DE LA PATA

Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir

bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes

Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3

Precio 297 ndash 329 EURkg

Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa

Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa

Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa

Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa

Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor

Mecanizabilidad 1 ndash 3

Reciclaje No

bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez

Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3

Precio 289 ndash 426 EURkg

Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa

Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa

Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa

Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa

Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica

Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos

6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN

Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno

Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor

Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees

Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees

Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom

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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones

Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom

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611 AMFE

El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son

bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada

bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos

bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo

bull CAUSA Es aquello que produce el error

bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso

Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores

bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)

bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)

bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)

Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado

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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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7 CAacuteLCULOS

Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba

bull La forma de la proacutetesis

bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones

71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA

Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge

Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso

Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del

programa

Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon

PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir

manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el

fabricante

Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de

datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido

Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de

la pata que estaraacute sujeto a la carcasa

Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas

bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse

bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se

flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada

72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE

Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata

Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro

reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el

40 restante

Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza

utilizada es para ese tamantildeo de perro

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873

Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto

con el suelo

Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error

ver los resultados

Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

87

Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no

se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que

tambieacuten absorberaacute los golpes

Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

88

En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un

liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195

MPa

73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO

Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado

en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899

119865119862119889119910119899 = 3

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873

Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en

pie pero entra en los paraacutemetros

Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

89

El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten

dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza

Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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8 PRESUPUESTOS

En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas

81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA

Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad

Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)

Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000

Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400

Desarrollo del concepto 30 106 31800

Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000

Modelacioacuten 3D 30 108 32400

Simulaciones 30 27 8100

Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700

Total 578 173400

El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto

Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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82 TIPOS DE COSTES

A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc

821 COSTE DE LOS MATERIALES

El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar

Materiales Precio unitario (euro)

Unidades Precio (euro)

Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478

Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350

Tuerca DIN-934 M6

002710 2 00542

Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240

Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD

1118000 02 22360

Total 25970

Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912

bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno

bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una

Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar

Materiales Cantidad de material (g)

Cantidad de material para una proacutetesis

aprox (g)

Precio de cada rollo de filamento (euro)

Precio para una proacutetesis

(euro)

Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110

Filamentos de Flex X-920

600 60 164600 16460

Filamentos de Fiberlogy Nylon

500 100 529900 105980

Total + 2 de desechos 178041

Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D

Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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822 COSTES DE MAQUINARIA

Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten

Maquinas Precio (euro)

Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700

Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357

Herramientas 5000

Total 363057

Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral

119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904

119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =

15870000

220 times 8= 09017euro

La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro

823 COSTES DE ELECTRICIDAD

Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad

Coste de energiacutea (eurokWh) 0150

Consumo medio (kW) 0500

Coste por hora de la luz (euroh) 0075

Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten

Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

93

Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)

Carcasa 8 0600

Adaptador 3 0225

Pata 13 0975

Total 1800

Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata

83 COSTES DE PERSONAL

Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten

Puesta en marcha de la impresora (h) 1

Postproduccioacuten (h) 1

Total de horas para 1 pieza (h) 2

Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000

2000= 20 euro

Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo

84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN

La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten

Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia

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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)

Coste del adaptador de la

proacutetesis (euro)

Coste de la pata (euro)

Coste de materiales

- Materiales 52110 16460 105980

- Electricidad 06000 02250 09750

Coste de operario

- Preparacioacuten 10 10 10

- Postproduccioacuten 10 10 10

Coste de fallos (10) 25811 21871 31573

Total 283921 240581 347303

Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro

Piezas de la proacutetesis Coste (euro)

Carcasa 283921

Adaptados 240581

Pata 347303

Amortizacioacuten 72136

Tornillos 03610

Epoxi 22360

Calcetiacuten 01184

Correas de sujecioacuten 09580

Total 980675

Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro

Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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85 VENTA AL PUacuteBLICO

Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30

119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro

86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904

119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900

Caacutelculo del punto de equilibrio

Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro

Materiales 9806euro

Precio del producto en venta 12750euro

Costes fijos 5760000euro + 1734000euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904

Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se

trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer

tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta

Si

119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904

Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218

unidades que siacute se puede contemplar producir

Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia

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9 CONCLUSIONES

Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito

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AGRADECIMIENTOS

Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo

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SUMARIO DE FIGURAS

FIGURA 1 PRIMERA PROacuteTESIS FABRICADA 10

FIGURA 2 PROacuteTESIS DEL IMPERO ROMANO 11

FIGURA 3 PROacuteTESIS DE LA EDAD MEDIA 11

FIGURA 4 PROacuteTESIS DEL SIGLO XIX 12

FIGURA 5 EVOLUCIOacuteN DE LA PROacuteTESIS 12

FIGURA 6 PROacuteTESIS DE LA INVESTIGACIOacuteN ldquoREVOLUCIONANDO PROacuteTESISrdquo 13

FIGURA7 EL TALLER DE ORTHOCARE Y ALGUNO DE SUS TRABAJOS 14

FIGURA 8 MAPA DE IDEAS 16

FIGURA 9 WINTER CON SU PROacuteTESIS DE ALETA 17

FIGURA 10 BEAUTY CON SU PROacuteTESIS DE PICO 17

FIGURA 11 SENtildeOR STUBBS CON SU PROacuteTESIS DE COLA 18

FIGURA 12 TUMOR EN EXTREMIDAD CANINA 21

FIGURA 13 ZONAS AFECTAS POR PEacuteRDIDA DE EXTREMIDAD TRASERA 22

FIGURA 14 AacuteNGULOS DE LA RODILLA CUANDO CORRE Y CUANDO ESTAacute EN POSICIOacuteN VERTICAL 24

FIGURA 15 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 24

FIGURA 16 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN EL PERRO 25

FIGURA 17 MEDIAS DE UN PERRO PARA GUIAR EN LA TABLA 28

FIGURA 18 FUNCIONAMIENTO DE PROacuteTESIS AL VACIacuteO 29

FIGURA 19 PROacuteTESIS DE ORTOCANIS 30

FIGURA 20 PROacuteTESIS DE ORTOPEDIACANINA 31

FIGURA 21 DISENtildeO DE IMPLANTE 31

FIGURA 22 SENtildeOR PROacuteTESIS A PARTIR DE UN BOTE LIMPIACRISTALES 32

FIGURA 23 PERRO CON ARNEacuteS DE SOPORTE 33

FIGURA 24 PERRO CON SILLA DE RUEDAS 33

FIGURA 25 ESQUEMA DE LAS 5 FUERZAS DE PORTER 34

FIGURA 26 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER 36

FIGURA 27 PERRO CON AMPUTACIOacuteN DE TAMANtildeO MEDIO 37

FIGURA 28 PERRO DE TAMANtildeO GRANDE 37

FIGURA 29 PERRO POLICIacuteA 37

FIGURA 30 FASES DEL BRIEFING 39

FIGURA 31 STORYBOARD DEL PROBLEMA DE PERDER UNA EXTREMIDAD 40

FIGURA 33 PRIMER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 47

FIGURA 34 SEGUNDO BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48

FIGURA 35 TERCER BOCETO CON REPRESENTACIOacuteN DE PERRO USAacuteNDOLA 48

FIGURA 36 BOCETOS DEL DISENtildeO FINAL 49

FIGURA 37 VISTA ISOMEacuteTRICA DEL DISENtildeO 3D JUNTO AL ALZADO PLANTA Y PERFIL 49

FIGURA 38 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50

FIGURA 39 DIFERENCIACIOacuteN DE COMPONENTES 50

FIGURA 40 MEJORA EN LA EXTRUSIOacuteN DE LA CARCASA 51

FIGURA 41 CARCASA CON GUIacuteA PARA LA PATA 51

FIGURA 42 REDISENtildeO DE LAS GUIacuteAS 52

FIGURA 43 CREACIOacuteN DE TAPA INFERIOR 52

FIGURA 44 MEJOR DEL DISENtildeO DEL CALCETIacuteN 53

FIGURA 45 AacuteNGULO DEL CALCETIacuteN EN CONTACTO CON EL SUELO 53

FIGURA 46 SUJECIONES DE LA CORREA 54

FIGURA 47 SUJECIOacuteN ANtildeADIDA 54

FIGURA 48 PRIMER BOCETO DE LA FORMA DE LA PROacuteTESIS 55

FIGURA 49 PROPORCIONES DE LA PATA DE PERRO 56

FIGURA 50 PROPORCIONES DE LA PROacuteTESIS 57

FIGURA 51 VARIACIONES DE AacuteNGULOS SEGUacuteN LA POSICIOacuteN DE LA CARCASA 58

FIGURA 52 MODIFICACIOacuteN DE AacuteNGULOS 58

FIGURA 53 MODIFICACIOacuteN DE LA CARCASA 59

FIGURA 54 REPRESENTACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN 60

FIGURA 55 VISTAS DEL DISENtildeO FINAL 60

FIGURA 56 COMBINACIONES DE COLORES 61

FIGURA 57 CONTEXTUALIZACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS CON PERROS DE TAMANtildeO DIFERENTE Y COLOR DE PELO DIFERENTES 61

FIGURA 58 ESCAgraveNER SCANTECH 62

FIGURA 59 ESCAgraveNER 3DS SENSE 62

FIGURA 60 IMPRESORA ORIGINAL PRUSA I3 MK3S 63

FIGURA 61 MODELO DE PATA CON ALTURA Y ANCHO 65

FIGURA 62 MODELO DE CARCASA CON RADIO Y ANCHO 66

FIGURA 63 MODELO DE CARCASA CON PROFUNDIDAD 67

FIGURA 64 MODELO DEL ESCANEADO 3D CON UN CORTE PARA VER EL INTERIOR 68

FIGURA 65 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA CARCASA 68

FIGURA 66 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA PARA 69

FIGURA 67 ROLLO DE FILAMENTOS FLEX X-920 SAKATA 3D 73

FIGURA 68 GRAFICO QUE TIENE EN CUENTA EL PRECIO DEL MATERIAL Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIOacuteN 73

FIGURA 69 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74

FIGURA 70 FILAMENTO ABS DE LA MARCA GEMBIRD 75

FIGURA71 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 75

FIGURA 72 ROLLO DE FILAMENTOS FIBERLOGY NYLON PA12+CF15 77

FIGURA 73 EJEMPLO DE CAUCHO NITRILO (NBR) EN LAacuteMINA 77

FIGURA 74 ADHESIVO GENEacuteRICO BIOCOMPONENTE EPOXI ARALDITE STANDARD 12+12 ML 78

FIGURA 75 DISENtildeO DE LA PATA PARA NX 10 84

FIGURA 76 MALLADO DE LA PATA 85

FIGURA 77 RESTRICCIOacuteN DE LA PATA 85

FIGURA 78 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN LA PATA 86

FIGURA 79 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 87

FIGURA 80 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 87

FIGURA 81 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 88

FIGURA 82 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 89

SUMARIO DE TABLAS

TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25

TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26

TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26

TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27

TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27

TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39

TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41

TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42

TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43

TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64

TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65

TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70

TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70

TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74

TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75

TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76

TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77

TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80

TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81

TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82

TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83

TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90

TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91

TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91

TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92

TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92

TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93

TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93

TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94

TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94

TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95

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INTRODUCCIOacuteN

Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis

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11 OBJETIVOS

El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su

evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el

canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo

bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea

a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad

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2 ESTADO DEL ARTE

Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales

21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS

Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute

211 ANTIGUO EGIPTO

La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC

212 IMPERIO ROMANO

En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla

Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom

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Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla

213 ALTA EDAD MEDIA

La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos

214 ANtildeO 1500

En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero

Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom

Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses

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215 SIGLO XVII Y XIX

En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo

En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano

216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO

La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones

Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom

Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes

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22 ATENTADO DE BOSTON

Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback

Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos

Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg

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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas

23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES

Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante

Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees

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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE

Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos

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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA

El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones

31 MAPA IDEAS

La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute

A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa

311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA

LA PROacuteTESIS

Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o

problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros

y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se

relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes

situaciones

Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia

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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan

ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras

especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis

bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter

Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute

perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la

primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la

capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear

maacutes proacutetesis como la suya

bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty

Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el

pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una

empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su

vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con

problemas en los picos

Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom

Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom

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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs

Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la

herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como

el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que

aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten

312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO

Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un

problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten

comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y

de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio

Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la

normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no

habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto

de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de

disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir

313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS

bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal

El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales

cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el

desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan

variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones

o no sea tan eficaz

Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom

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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal

Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta

que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los

perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o

dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda

estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten

bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada

Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se

adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus

funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades

que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo

de vida que pueda llevar

bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno

Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal

32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA

Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la

entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de

animales con discapacidad en las extremidades que conozco

Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o

molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema

complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran

mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos

resolver o simplemente no tendraacuten mascotas

Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso

que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas

razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten

se ha visto descartada

Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la

concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la

mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco

partes

bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes

de la operacioacuten

bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

20

bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas

bull La experiencia del entrevistado

bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema

La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es

decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten

consolidada entre entrevistador y entrevistado

En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos

que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada

33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA

Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la

entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar

con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta

Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos

propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

21

4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS

Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad

41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES

EN PERROS

Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos

bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip

bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo

bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable

bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por

bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)

Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes

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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo

branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento

20032004)

bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes

incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el

nacimiento (msdmanualscom)

Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro

42 ANATOMIA CANINA

A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la

proacutetesis y las zonas que afectariacutea

Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es

una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta

al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una

vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con

tres patas

Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una

amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga

pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino

pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades

restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y

muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo

esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce

en artritis u otros problemas articulares

Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

23

Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos

problemas a la larga

Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el

movimiento que realiza al andar

421 BIOMECAacuteNICA CANINA

La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede

realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones

anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una

deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso

dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos

Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos

conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del

peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido

al peso de la cabeza y el 40 a la posterior

En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de

gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro

angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos

o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria

Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de

rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial

Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los

coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)

La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de

130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten

hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

24

Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse

para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible

Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos

a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes

populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares

Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11

ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros

analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera

Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia

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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg

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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata

trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis

y que resistiraacuten las fuerzas

Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg

Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar

422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS

Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros

Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680

Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400

Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50

Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg

Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas

bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier

bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino

bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano

bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador

bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes

La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro

43 PROacuteTESIS

La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro

del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del

cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la

extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y

propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis

(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)

Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad

Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom

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431 EXOPROacuteTESIS

Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser

proacutetesis dentales de extremidad etc

Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un

molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede

antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta

de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la

proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar

maacutes la fijacioacuten

432 ENDOPROacuteTESIS

Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer

Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al

hueso se puede hacer de diferentes formas

bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca

433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS

Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se

Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom

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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad

434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS

Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los

aspectos funcionales o estructurales del cuerpo

A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia

principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente

a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que

la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la

funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente

44 ESTUDIO DE MERCADO

En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado

441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS

Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a

medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra

en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten

Precio 49091 euro

Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom

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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA

CANINA

Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni

Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea

Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de

miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de

miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza

correctamente

443 BETA IMPLANTS

Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales

con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de

valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h

Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden

proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos

de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos

disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber

queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten

Precio 76450 euro

Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom

Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA

La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo

coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato

arquitecto y ambientoacutelogo

Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un

limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber

impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la

elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este

tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias

instalaciones

445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS

Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa

sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una

mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son

felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas

Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una

proacutetesis

bull Arneacutes de soporte

Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el

ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional

cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de

mejorar la movilidad

Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom

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Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al

arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un

soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas

bull Sillas de ruedas

Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o

se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres

extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten

bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada

Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute

sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las

dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que

el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por

desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o

en el suelo

bull Chalecos salvavidas

Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar

para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que

Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram

Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes

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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por

ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte

bull Calcetines antiderrapante para perros

Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar

maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la

abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo

446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER

Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente

bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales

bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien

Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos

bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse

bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo

bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada

447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER

Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten

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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS

Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos

bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y

que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades

Ortopegravediacaninacom

Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales

bull Perros con profesiones peligrosas

En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes

En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que

estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis

u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a

disentildear nuestra proacutetesis

En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos

estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo

de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten

se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos

encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes

compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo

Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom

Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom

Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es

relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos

conocidos

Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos

ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute

que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el

mercado

Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos

informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera

cual es el precio medio

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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5 BRIEFING

En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto

511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD

Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip

Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten

Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad

Fuente Elaboracioacuten propia

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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO

bull Cadena de usuario

Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten

Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto

Empleados tienda Menor Poco frecuente

Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento

Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis

ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado

bull Perro

Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten

Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten

Mayor

Mayor

Mayor

Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse

Cuanto mayor de edad es la

mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la

proacutetesis

Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis

Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro

Mayor

Mayor

Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el

modelo

Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma

de la extremidad tambieacuten

Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Agua cerca -Calentamiento

Criacutetico

Mayor

Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute

componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear

Dilatacioacuten de los materiales y los

efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la

Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

42

-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales

Mayor

Criacutetico

Criacutetico

extremidad

Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe

de ser faacutecil de limpiar

Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones

a la mascota

Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar

el estilo de vida de la mascota

Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis

Menor

Criacutetico

Mayor

Mayor

Criacutetico

Mayor

El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo

Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis

Es importante pero con los

estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha

complicacioacuten

Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se

ajuste

Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien

Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga

Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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513 CUADRO FUNCIONAL

FUNCIONES

Proacutetesis

riacutegida

Proacutetesis

ecoloacutegica

Arneacutes de

soporte

Silla de

ruedas

PR

INC

IPA

L

Soporte para que el perro pueda

transportarse de forma autoacutenoma

CR SI SI NO SI

DE

RIV

AD

AS

Respecto al perro

Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO

Adaptabilidad raacutepida del perro a la

proacutetesis MA NO NO SI SI

Se hace un escaacutener a la extremidad

amputada para que el dispositivo se

acople lo mejor posible

MA NO NO NO NO

Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI

Ajustable para diferentes tamantildeos

de perros CR NO NO NO NO

Respecto al ldquoduentildeordquo del perro

Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI

Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO

Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO

CO

MP

LE

ME

NT

AR

IAS

Funciones esteacuteticas y sociales

Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO

Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI

Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO

Funciones ecoloacutegicas

Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO

ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica

Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

44

514 PRECEDENTES

El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas

Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante

515 AGUJEROS Y VENTANAS

Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente

Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

45

516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA

Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados

pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales

basadas en la ciencia y tecnologiacutea

A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya

bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos

las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual

Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se

realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto

podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado

elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico

deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos

de los componentes

Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con

su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la

proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el

buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos

517 ELECCIOacuteN

Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado

Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara

los siguientes beneficios

middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente

middot Personalizable para que sea uacutenica

middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil

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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo

modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten

de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis

Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando

esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban

las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto

generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos

puede tener una segunda oportunidad y una vida digna

518 TIPO DE DISENtildeO

La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final

1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel

2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas

posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible

3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal

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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING

En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas

61 ESTUDIO DE CONCEPTOS

Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas

611 PRIMER BOCETO

El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento

Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

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612 SEGUNDO BOCETO

Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior

613 TERCER BOCETO

Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos

Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL

63 PRIMER DISENtildeO 3D

Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor

Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia

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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D

Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)

641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA

Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos

642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS

Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral

Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD

AMPUTADA

Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor

644 GUIacuteAS PARA LA PATA

Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona

Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA

Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior

646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA

En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea

Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia

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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN

En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas

648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN

Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata

649 MEJORA DE SUJECIOacuteN

Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis

Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia

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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro

En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar

65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS

En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal

Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia

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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA

Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo

Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos

Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis

bull Extremidad del perro

Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia

Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm

Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm

Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm

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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando

Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm

En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a

Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia

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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara

En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa

Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa

66 DISENtildeO FINAL

Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata

Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales

661 CONTEXTUALIZACIOacuteN

La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes

Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia

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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL

ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA

El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde

se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final

1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo

Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener

una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de

detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten

inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D

Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos

grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto

optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien

pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte

mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos

2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para

que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si

utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D

Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no

hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la

opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado

Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom

Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom

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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va

generar como archivo obj

3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl

4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos

5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa

6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png

Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son

bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos

bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)

bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales

Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA

Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa

Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura de Pata (mm) 100 150 190 230

Diaacutemetro (mm) A B C

Profundidad (mm) 1 2 3

El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta

681 ALTURA DE LA PATA

La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro

Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal

bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm

bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm

bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm

bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm

Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes

Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA

El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros

bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm

bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm

bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm

bull

683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS

Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura

bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm

bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm

bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm

Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho

Fuente Elaboracioacuten propia

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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES

Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos

691 PARTE INTERNA

La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis

Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia

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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis

692 PARTE EXTERNA

La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura

La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan

Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia

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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO

Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal

Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten

694 UNIONES

Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80

bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6

Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia

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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa

Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres

Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom

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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912

Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes

Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes

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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES

Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son

bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio

bull Resistente a los golpes

bull Coste econoacutemico

bull Adecuado para la impresioacuten 3D

bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos

6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D

De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son

bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad

bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis

bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata

bull Material reciclable

bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis

Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos

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6102 MATERIAL DE LA CARCASA

Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D

De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten

bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable

Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack

Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom

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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad

bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material

Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas

A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido

Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3

Precio 231 ndash 278 EURkg

Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa

Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa

Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa

Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa

Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan

Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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6103 MATERIAL DE LA PATA

Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir

bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes

Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3

Precio 297 ndash 329 EURkg

Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa

Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa

Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa

Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa

Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor

Mecanizabilidad 1 ndash 3

Reciclaje No

bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez

Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3

Precio 289 ndash 426 EURkg

Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa

Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa

Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa

Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa

Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica

Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos

6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN

Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno

Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor

Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees

Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees

Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom

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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones

Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom

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611 AMFE

El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son

bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada

bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos

bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo

bull CAUSA Es aquello que produce el error

bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso

Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores

bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)

bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)

bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)

Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado

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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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7 CAacuteLCULOS

Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba

bull La forma de la proacutetesis

bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones

71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA

Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge

Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso

Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia

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Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del

programa

Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon

PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir

manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el

fabricante

Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de

datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido

Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de

la pata que estaraacute sujeto a la carcasa

Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas

bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse

bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se

flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada

72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE

Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata

Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro

reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el

40 restante

Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza

utilizada es para ese tamantildeo de perro

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873

Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto

con el suelo

Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error

ver los resultados

Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no

se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que

tambieacuten absorberaacute los golpes

Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un

liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195

MPa

73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO

Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado

en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899

119865119862119889119910119899 = 3

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873

Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en

pie pero entra en los paraacutemetros

Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten

dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza

Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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8 PRESUPUESTOS

En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas

81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA

Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad

Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)

Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000

Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400

Desarrollo del concepto 30 106 31800

Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000

Modelacioacuten 3D 30 108 32400

Simulaciones 30 27 8100

Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700

Total 578 173400

El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto

Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia

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82 TIPOS DE COSTES

A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc

821 COSTE DE LOS MATERIALES

El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar

Materiales Precio unitario (euro)

Unidades Precio (euro)

Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478

Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350

Tuerca DIN-934 M6

002710 2 00542

Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240

Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD

1118000 02 22360

Total 25970

Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912

bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno

bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una

Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar

Materiales Cantidad de material (g)

Cantidad de material para una proacutetesis

aprox (g)

Precio de cada rollo de filamento (euro)

Precio para una proacutetesis

(euro)

Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110

Filamentos de Flex X-920

600 60 164600 16460

Filamentos de Fiberlogy Nylon

500 100 529900 105980

Total + 2 de desechos 178041

Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D

Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia

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822 COSTES DE MAQUINARIA

Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten

Maquinas Precio (euro)

Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700

Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357

Herramientas 5000

Total 363057

Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral

119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904

119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =

15870000

220 times 8= 09017euro

La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro

823 COSTES DE ELECTRICIDAD

Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad

Coste de energiacutea (eurokWh) 0150

Consumo medio (kW) 0500

Coste por hora de la luz (euroh) 0075

Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten

Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)

Carcasa 8 0600

Adaptador 3 0225

Pata 13 0975

Total 1800

Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata

83 COSTES DE PERSONAL

Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten

Puesta en marcha de la impresora (h) 1

Postproduccioacuten (h) 1

Total de horas para 1 pieza (h) 2

Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000

2000= 20 euro

Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo

84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN

La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten

Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia

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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)

Coste del adaptador de la

proacutetesis (euro)

Coste de la pata (euro)

Coste de materiales

- Materiales 52110 16460 105980

- Electricidad 06000 02250 09750

Coste de operario

- Preparacioacuten 10 10 10

- Postproduccioacuten 10 10 10

Coste de fallos (10) 25811 21871 31573

Total 283921 240581 347303

Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro

Piezas de la proacutetesis Coste (euro)

Carcasa 283921

Adaptados 240581

Pata 347303

Amortizacioacuten 72136

Tornillos 03610

Epoxi 22360

Calcetiacuten 01184

Correas de sujecioacuten 09580

Total 980675

Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro

Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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85 VENTA AL PUacuteBLICO

Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30

119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro

86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904

119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900

Caacutelculo del punto de equilibrio

Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro

Materiales 9806euro

Precio del producto en venta 12750euro

Costes fijos 5760000euro + 1734000euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904

Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se

trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer

tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta

Si

119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904

Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218

unidades que siacute se puede contemplar producir

Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia

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9 CONCLUSIONES

Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito

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AGRADECIMIENTOS

Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo

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FIGURA 42 REDISENtildeO DE LAS GUIacuteAS 52

FIGURA 43 CREACIOacuteN DE TAPA INFERIOR 52

FIGURA 44 MEJOR DEL DISENtildeO DEL CALCETIacuteN 53

FIGURA 45 AacuteNGULO DEL CALCETIacuteN EN CONTACTO CON EL SUELO 53

FIGURA 46 SUJECIONES DE LA CORREA 54

FIGURA 47 SUJECIOacuteN ANtildeADIDA 54

FIGURA 48 PRIMER BOCETO DE LA FORMA DE LA PROacuteTESIS 55

FIGURA 49 PROPORCIONES DE LA PATA DE PERRO 56

FIGURA 50 PROPORCIONES DE LA PROacuteTESIS 57

FIGURA 51 VARIACIONES DE AacuteNGULOS SEGUacuteN LA POSICIOacuteN DE LA CARCASA 58

FIGURA 52 MODIFICACIOacuteN DE AacuteNGULOS 58

FIGURA 53 MODIFICACIOacuteN DE LA CARCASA 59

FIGURA 54 REPRESENTACIOacuteN DE LA SOLUCIOacuteN 60

FIGURA 55 VISTAS DEL DISENtildeO FINAL 60

FIGURA 56 COMBINACIONES DE COLORES 61

FIGURA 57 CONTEXTUALIZACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS CON PERROS DE TAMANtildeO DIFERENTE Y COLOR DE PELO DIFERENTES 61

FIGURA 58 ESCAgraveNER SCANTECH 62

FIGURA 59 ESCAgraveNER 3DS SENSE 62

FIGURA 60 IMPRESORA ORIGINAL PRUSA I3 MK3S 63

FIGURA 61 MODELO DE PATA CON ALTURA Y ANCHO 65

FIGURA 62 MODELO DE CARCASA CON RADIO Y ANCHO 66

FIGURA 63 MODELO DE CARCASA CON PROFUNDIDAD 67

FIGURA 64 MODELO DEL ESCANEADO 3D CON UN CORTE PARA VER EL INTERIOR 68

FIGURA 65 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA CARCASA 68

FIGURA 66 CONJUNTO DE PIEZAS DE LA PARA 69

FIGURA 67 ROLLO DE FILAMENTOS FLEX X-920 SAKATA 3D 73

FIGURA 68 GRAFICO QUE TIENE EN CUENTA EL PRECIO DEL MATERIAL Y LA RESISTENCIA A LA TRACCIOacuteN 73

FIGURA 69 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74

FIGURA 70 FILAMENTO ABS DE LA MARCA GEMBIRD 75

FIGURA71 EJEMPLO DE PIEZA IMPRIMIDA CON TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 75

FIGURA 72 ROLLO DE FILAMENTOS FIBERLOGY NYLON PA12+CF15 77

FIGURA 73 EJEMPLO DE CAUCHO NITRILO (NBR) EN LAacuteMINA 77

FIGURA 74 ADHESIVO GENEacuteRICO BIOCOMPONENTE EPOXI ARALDITE STANDARD 12+12 ML 78

FIGURA 75 DISENtildeO DE LA PATA PARA NX 10 84

FIGURA 76 MALLADO DE LA PATA 85

FIGURA 77 RESTRICCIOacuteN DE LA PATA 85

FIGURA 78 FUERZAS QUE ACTUacuteAN EN LA PATA 86

FIGURA 79 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 87

FIGURA 80 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 87

FIGURA 81 RESULTADOS EN DESPLAZAMIENTO DE LA PATA 88

FIGURA 82 RESULTADOS EN ESFUERZO DE LA PATA 89

SUMARIO DE TABLAS

TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25

TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26

TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26

TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27

TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27

TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39

TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41

TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42

TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43

TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64

TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65

TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70

TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70

TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74

TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75

TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76

TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77

TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80

TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81

TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82

TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83

TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90

TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91

TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91

TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92

TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92

TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93

TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93

TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94

TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94

TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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INTRODUCCIOacuteN

Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis

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11 OBJETIVOS

El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su

evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el

canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo

bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea

a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad

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2 ESTADO DEL ARTE

Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales

21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS

Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute

211 ANTIGUO EGIPTO

La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC

212 IMPERIO ROMANO

En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla

Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom

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Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla

213 ALTA EDAD MEDIA

La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos

214 ANtildeO 1500

En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero

Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom

Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses

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215 SIGLO XVII Y XIX

En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo

En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano

216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO

La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones

Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom

Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes

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22 ATENTADO DE BOSTON

Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback

Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos

Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg

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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas

23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES

Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante

Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees

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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE

Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos

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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA

El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones

31 MAPA IDEAS

La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute

A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa

311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA

LA PROacuteTESIS

Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o

problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros

y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se

relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes

situaciones

Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia

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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan

ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras

especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis

bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter

Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute

perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la

primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la

capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear

maacutes proacutetesis como la suya

bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty

Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el

pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una

empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su

vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con

problemas en los picos

Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom

Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom

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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs

Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la

herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como

el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que

aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten

312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO

Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un

problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten

comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y

de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio

Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la

normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no

habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto

de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de

disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir

313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS

bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal

El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales

cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el

desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan

variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones

o no sea tan eficaz

Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom

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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal

Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta

que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los

perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o

dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda

estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten

bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada

Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se

adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus

funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades

que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo

de vida que pueda llevar

bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno

Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal

32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA

Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la

entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de

animales con discapacidad en las extremidades que conozco

Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o

molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema

complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran

mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos

resolver o simplemente no tendraacuten mascotas

Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso

que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas

razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten

se ha visto descartada

Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la

concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la

mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco

partes

bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes

de la operacioacuten

bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa

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bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas

bull La experiencia del entrevistado

bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema

La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es

decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten

consolidada entre entrevistador y entrevistado

En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos

que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada

33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA

Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la

entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar

con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta

Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos

propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana

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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS

Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad

41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES

EN PERROS

Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos

bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip

bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo

bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable

bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por

bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)

Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes

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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo

branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento

20032004)

bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes

incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el

nacimiento (msdmanualscom)

Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro

42 ANATOMIA CANINA

A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la

proacutetesis y las zonas que afectariacutea

Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es

una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta

al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una

vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con

tres patas

Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una

amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga

pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino

pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades

restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y

muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo

esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce

en artritis u otros problemas articulares

Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom

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Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos

problemas a la larga

Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el

movimiento que realiza al andar

421 BIOMECAacuteNICA CANINA

La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede

realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones

anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una

deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso

dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos

Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos

conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del

peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido

al peso de la cabeza y el 40 a la posterior

En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de

gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro

angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos

o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria

Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de

rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial

Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los

coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)

La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de

130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten

hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)

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Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse

para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible

Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos

a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes

populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares

Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11

ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros

analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera

Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia

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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg

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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata

trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis

y que resistiraacuten las fuerzas

Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg

Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg

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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar

422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS

Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros

Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680

Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400

Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50

Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg

Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas

bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier

bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino

bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano

bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador

bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes

La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro

43 PROacuteTESIS

La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro

del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del

cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la

extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y

propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis

(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)

Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad

Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

29

431 EXOPROacuteTESIS

Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser

proacutetesis dentales de extremidad etc

Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un

molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede

antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta

de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la

proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar

maacutes la fijacioacuten

432 ENDOPROacuteTESIS

Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer

Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al

hueso se puede hacer de diferentes formas

bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca

433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS

Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se

Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad

434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS

Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los

aspectos funcionales o estructurales del cuerpo

A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia

principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente

a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que

la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la

funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente

44 ESTUDIO DE MERCADO

En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado

441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS

Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a

medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra

en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten

Precio 49091 euro

Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

31

442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA

CANINA

Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni

Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea

Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de

miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de

miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza

correctamente

443 BETA IMPLANTS

Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales

con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de

valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h

Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden

proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos

de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos

disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber

queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten

Precio 76450 euro

Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom

Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

32

444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA

La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo

coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato

arquitecto y ambientoacutelogo

Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un

limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber

impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la

elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este

tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias

instalaciones

445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS

Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa

sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una

mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son

felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas

Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una

proacutetesis

bull Arneacutes de soporte

Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el

ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional

cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de

mejorar la movilidad

Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

33

Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al

arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un

soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas

bull Sillas de ruedas

Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o

se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres

extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten

bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada

Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute

sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las

dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que

el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por

desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o

en el suelo

bull Chalecos salvavidas

Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar

para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que

Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram

Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por

ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte

bull Calcetines antiderrapante para perros

Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar

maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la

abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo

446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER

Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente

bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales

bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien

Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

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35

posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos

bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse

bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo

bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada

447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER

Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS

Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos

bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y

que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades

Ortopegravediacaninacom

Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales

bull Perros con profesiones peligrosas

En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes

En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que

estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis

u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a

disentildear nuestra proacutetesis

En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos

estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo

de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten

se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos

encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes

compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo

Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom

Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom

Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es

relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos

conocidos

Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos

ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute

que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el

mercado

Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos

informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera

cual es el precio medio

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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5 BRIEFING

En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto

511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD

Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip

Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia

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A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten

Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad

Fuente Elaboracioacuten propia

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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO

bull Cadena de usuario

Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten

Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto

Empleados tienda Menor Poco frecuente

Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento

Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis

ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado

bull Perro

Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten

Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten

Mayor

Mayor

Mayor

Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse

Cuanto mayor de edad es la

mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la

proacutetesis

Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis

Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro

Mayor

Mayor

Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el

modelo

Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma

de la extremidad tambieacuten

Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Agua cerca -Calentamiento

Criacutetico

Mayor

Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute

componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear

Dilatacioacuten de los materiales y los

efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la

Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia

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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales

Mayor

Criacutetico

Criacutetico

extremidad

Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe

de ser faacutecil de limpiar

Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones

a la mascota

Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar

el estilo de vida de la mascota

Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis

Menor

Criacutetico

Mayor

Mayor

Criacutetico

Mayor

El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo

Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis

Es importante pero con los

estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha

complicacioacuten

Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se

ajuste

Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien

Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga

Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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513 CUADRO FUNCIONAL

FUNCIONES

Proacutetesis

riacutegida

Proacutetesis

ecoloacutegica

Arneacutes de

soporte

Silla de

ruedas

PR

INC

IPA

L

Soporte para que el perro pueda

transportarse de forma autoacutenoma

CR SI SI NO SI

DE

RIV

AD

AS

Respecto al perro

Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO

Adaptabilidad raacutepida del perro a la

proacutetesis MA NO NO SI SI

Se hace un escaacutener a la extremidad

amputada para que el dispositivo se

acople lo mejor posible

MA NO NO NO NO

Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI

Ajustable para diferentes tamantildeos

de perros CR NO NO NO NO

Respecto al ldquoduentildeordquo del perro

Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI

Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO

Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO

CO

MP

LE

ME

NT

AR

IAS

Funciones esteacuteticas y sociales

Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO

Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI

Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO

Funciones ecoloacutegicas

Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO

ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica

Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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514 PRECEDENTES

El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas

Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante

515 AGUJEROS Y VENTANAS

Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente

Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA

Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados

pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales

basadas en la ciencia y tecnologiacutea

A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya

bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos

las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual

Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se

realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto

podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado

elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico

deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos

de los componentes

Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con

su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la

proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el

buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos

517 ELECCIOacuteN

Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado

Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara

los siguientes beneficios

middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente

middot Personalizable para que sea uacutenica

middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo

modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten

de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis

Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando

esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban

las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto

generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos

puede tener una segunda oportunidad y una vida digna

518 TIPO DE DISENtildeO

La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final

1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel

2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas

posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible

3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING

En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas

61 ESTUDIO DE CONCEPTOS

Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas

611 PRIMER BOCETO

El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento

Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

48

612 SEGUNDO BOCETO

Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior

613 TERCER BOCETO

Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos

Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL

63 PRIMER DISENtildeO 3D

Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor

Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia

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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D

Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)

641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA

Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos

642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS

Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral

Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD

AMPUTADA

Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor

644 GUIacuteAS PARA LA PATA

Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona

Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA

Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior

646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA

En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea

Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia

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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN

En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas

648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN

Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata

649 MEJORA DE SUJECIOacuteN

Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis

Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia

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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro

En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar

65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS

En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal

Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia

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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA

Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo

Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos

Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis

bull Extremidad del perro

Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia

Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm

Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm

Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm

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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando

Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm

En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a

Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia

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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara

En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa

Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa

66 DISENtildeO FINAL

Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata

Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales

661 CONTEXTUALIZACIOacuteN

La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes

Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia

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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL

ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA

El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde

se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final

1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo

Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener

una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de

detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten

inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D

Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos

grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto

optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien

pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte

mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos

2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para

que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si

utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D

Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no

hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la

opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado

Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom

Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom

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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va

generar como archivo obj

3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl

4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos

5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa

6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png

Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son

bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos

bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)

bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales

Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom

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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA

Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa

Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura de Pata (mm) 100 150 190 230

Diaacutemetro (mm) A B C

Profundidad (mm) 1 2 3

El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta

681 ALTURA DE LA PATA

La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro

Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia

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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal

bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm

bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm

bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm

bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm

Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes

Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia

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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA

El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros

bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm

bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm

bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm

bull

683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS

Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura

bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm

bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm

bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm

Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho

Fuente Elaboracioacuten propia

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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES

Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos

691 PARTE INTERNA

La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis

Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia

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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis

692 PARTE EXTERNA

La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura

La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan

Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia

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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO

Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal

Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten

694 UNIONES

Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80

bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6

Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia

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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa

Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres

Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom

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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912

Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes

Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes

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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES

Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son

bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio

bull Resistente a los golpes

bull Coste econoacutemico

bull Adecuado para la impresioacuten 3D

bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos

6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D

De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son

bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad

bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis

bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata

bull Material reciclable

bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis

Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos

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6102 MATERIAL DE LA CARCASA

Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D

De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten

bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable

Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack

Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom

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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad

bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material

Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas

A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido

Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3

Precio 231 ndash 278 EURkg

Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa

Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa

Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa

Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa

Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan

Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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6103 MATERIAL DE LA PATA

Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir

bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes

Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3

Precio 297 ndash 329 EURkg

Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa

Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa

Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa

Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa

Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor

Mecanizabilidad 1 ndash 3

Reciclaje No

bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez

Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3

Precio 289 ndash 426 EURkg

Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa

Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa

Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa

Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa

Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica

Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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77

Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos

6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN

Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno

Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor

Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees

Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees

Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom

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78

Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones

Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom

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79

611 AMFE

El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son

bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada

bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos

bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo

bull CAUSA Es aquello que produce el error

bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso

Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores

bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)

bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)

bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)

Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado

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80

Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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82

Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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83

Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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84

7 CAacuteLCULOS

Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba

bull La forma de la proacutetesis

bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones

71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA

Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge

Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso

Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia

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85

Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del

programa

Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon

PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir

manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el

fabricante

Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de

datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido

Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de

la pata que estaraacute sujeto a la carcasa

Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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86

Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas

bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse

bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se

flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada

72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE

Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata

Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro

reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el

40 restante

Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza

utilizada es para ese tamantildeo de perro

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873

Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto

con el suelo

Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error

ver los resultados

Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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87

Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no

se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que

tambieacuten absorberaacute los golpes

Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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88

En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un

liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195

MPa

73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO

Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado

en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899

119865119862119889119910119899 = 3

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873

Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en

pie pero entra en los paraacutemetros

Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten

dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza

Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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8 PRESUPUESTOS

En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas

81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA

Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad

Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)

Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000

Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400

Desarrollo del concepto 30 106 31800

Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000

Modelacioacuten 3D 30 108 32400

Simulaciones 30 27 8100

Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700

Total 578 173400

El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto

Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia

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82 TIPOS DE COSTES

A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc

821 COSTE DE LOS MATERIALES

El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar

Materiales Precio unitario (euro)

Unidades Precio (euro)

Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478

Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350

Tuerca DIN-934 M6

002710 2 00542

Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240

Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD

1118000 02 22360

Total 25970

Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912

bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno

bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una

Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar

Materiales Cantidad de material (g)

Cantidad de material para una proacutetesis

aprox (g)

Precio de cada rollo de filamento (euro)

Precio para una proacutetesis

(euro)

Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110

Filamentos de Flex X-920

600 60 164600 16460

Filamentos de Fiberlogy Nylon

500 100 529900 105980

Total + 2 de desechos 178041

Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D

Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia

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822 COSTES DE MAQUINARIA

Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten

Maquinas Precio (euro)

Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700

Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357

Herramientas 5000

Total 363057

Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral

119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904

119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =

15870000

220 times 8= 09017euro

La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro

823 COSTES DE ELECTRICIDAD

Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad

Coste de energiacutea (eurokWh) 0150

Consumo medio (kW) 0500

Coste por hora de la luz (euroh) 0075

Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten

Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia

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93

Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)

Carcasa 8 0600

Adaptador 3 0225

Pata 13 0975

Total 1800

Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata

83 COSTES DE PERSONAL

Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten

Puesta en marcha de la impresora (h) 1

Postproduccioacuten (h) 1

Total de horas para 1 pieza (h) 2

Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000

2000= 20 euro

Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo

84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN

La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten

Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia

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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)

Coste del adaptador de la

proacutetesis (euro)

Coste de la pata (euro)

Coste de materiales

- Materiales 52110 16460 105980

- Electricidad 06000 02250 09750

Coste de operario

- Preparacioacuten 10 10 10

- Postproduccioacuten 10 10 10

Coste de fallos (10) 25811 21871 31573

Total 283921 240581 347303

Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro

Piezas de la proacutetesis Coste (euro)

Carcasa 283921

Adaptados 240581

Pata 347303

Amortizacioacuten 72136

Tornillos 03610

Epoxi 22360

Calcetiacuten 01184

Correas de sujecioacuten 09580

Total 980675

Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro

Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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85 VENTA AL PUacuteBLICO

Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30

119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro

86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904

119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900

Caacutelculo del punto de equilibrio

Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro

Materiales 9806euro

Precio del producto en venta 12750euro

Costes fijos 5760000euro + 1734000euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904

Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se

trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer

tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta

Si

119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904

Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218

unidades que siacute se puede contemplar producir

Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia

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96

9 CONCLUSIONES

Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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AGRADECIMIENTOS

Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo

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SUMARIO DE TABLAS

TABLA 1 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (1) 25

TABLA 2 FUERZAS QUE EJERCEN LOS PERROS (2) 26

TABLA 3 MASAS DE UN SEGMENTO RESPECTO A LA MASA TOTAL 26

TABLA 4 MASAS DENSIDADES Y VOLUacuteMENES 27

TABLA 5 MEDIAS Y PESOS DE TODA LA VARIEDAD DE PERROS 27

TABLA 6 SEPARACIOacuteN DE SUJETO VERBO Y PREDICADO PARA CREAR FRASE DE UTILIDAD 39

TABLA 7 TODAS LAS PERSONAS QUE PARTICIPAN EN EL PRODUCTO UNA VEZ FABRICADO 41

TABLA 8 CARACTERIacuteSTICAS QUE PUEDE TENER UN PERRO CONTEXTO Y LUGAR DE UTILIZACIOacuteN DE PROacuteTESIS Y LA SECUENCIA DE OPERACIONES DE UNA PROacuteTESIS 42

TABLA 9 FUNCIONES PRINCIPAL DERIVADAS Y COMPLEMENTARIAS QUE PUEDE TENER UNA PROacuteTESIS 43

TABLA 10 DIMENSIONES QUE PUEDE TENER EL PRODUCTO 64

TABLA 11 TAMANtildeOS DE LA PATA DEL PERRO (LONGITUD Y ANCHO) 65

TABLA 12 MEDIDAS DEL TORNILLO GUIacuteA 70

TABLA 13 MEDIDAS DE LA TUERCA 70

TABLA 14 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 15 MEDIDAS DE LA ARANDELA 71

TABLA 16 PROPIEDADES DEL TERMOPLAacuteSTICO DE ACRILONITRILO (ABS) 74

TABLA 17 PROPIEDADES DE LA FIBRA DE CARBONO 75

TABLA 18 PROPIEDADES DEL NYLON 76

TABLA 19 PROPIEDADES DEL FIBERLOGY NYLON 77

TABLA 20 AMFE DEL CONJUNTO (1) 80

TABLA 21 AMFE DEL CONJUNTO (2) 81

TABLA 22 AMFE DEL DESPIECE (1) 82

TABLA 23 AMFE DEL DESPIECE (2) 83

TABLA 24 COSTES DE INGENIERIacuteA 90

TABLA 25 COSTES DE PIEZAS Y MATERIALES NORMALIZADOS 91

TABLA 26 COSTES DE LOS FILAMENTOS PARA LA IMPRESIOacuteN 3D 91

TABLA 27 COSTE DE LA IMPRESORA 3D Y EL ESCAacuteNER 92

TABLA 28 COSTES DE ELECTRICIDAD 92

TABLA 29 COSTES DE ELECTRICIDAD DE CADA PIEZA 93

TABLA 30 SUMA DE HORAS DEL OPERARIO 93

TABLA 31 COSTES PARA PRODUCIR LA CARCASA ADAPTADOR Y LA PATA 94

TABLA 32 COSTES PARA PRODUCIR UNA PROacuteTESIS 94

TABLA 33 CAacuteLCULOS DE PUNTO DE EQUILIBRIO 95

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INTRODUCCIOacuteN

Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis

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11 OBJETIVOS

El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su

evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el

canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo

bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea

a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad

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2 ESTADO DEL ARTE

Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales

21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS

Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute

211 ANTIGUO EGIPTO

La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC

212 IMPERIO ROMANO

En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla

Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom

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Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla

213 ALTA EDAD MEDIA

La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos

214 ANtildeO 1500

En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero

Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom

Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses

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215 SIGLO XVII Y XIX

En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo

En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano

216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO

La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones

Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom

Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes

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22 ATENTADO DE BOSTON

Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback

Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos

Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg

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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas

23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES

Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante

Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees

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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE

Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos

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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA

El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones

31 MAPA IDEAS

La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute

A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa

311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA

LA PROacuteTESIS

Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o

problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros

y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se

relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes

situaciones

Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia

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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan

ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras

especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis

bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter

Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute

perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la

primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la

capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear

maacutes proacutetesis como la suya

bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty

Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el

pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una

empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su

vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con

problemas en los picos

Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom

Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom

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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs

Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la

herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como

el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que

aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten

312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO

Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un

problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten

comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y

de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio

Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la

normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no

habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto

de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de

disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir

313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS

bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal

El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales

cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el

desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan

variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones

o no sea tan eficaz

Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal

Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta

que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los

perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o

dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda

estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten

bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada

Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se

adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus

funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades

que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo

de vida que pueda llevar

bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno

Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal

32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA

Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la

entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de

animales con discapacidad en las extremidades que conozco

Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o

molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema

complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran

mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos

resolver o simplemente no tendraacuten mascotas

Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso

que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas

razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten

se ha visto descartada

Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la

concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la

mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco

partes

bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes

de la operacioacuten

bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

20

bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas

bull La experiencia del entrevistado

bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema

La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es

decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten

consolidada entre entrevistador y entrevistado

En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos

que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada

33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA

Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la

entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar

con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta

Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos

propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS

Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad

41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES

EN PERROS

Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos

bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip

bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo

bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable

bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por

bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)

Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes

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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo

branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento

20032004)

bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes

incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el

nacimiento (msdmanualscom)

Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro

42 ANATOMIA CANINA

A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la

proacutetesis y las zonas que afectariacutea

Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es

una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta

al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una

vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con

tres patas

Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una

amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga

pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino

pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades

restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y

muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo

esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce

en artritis u otros problemas articulares

Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

23

Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos

problemas a la larga

Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el

movimiento que realiza al andar

421 BIOMECAacuteNICA CANINA

La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede

realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones

anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una

deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso

dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos

Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos

conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del

peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido

al peso de la cabeza y el 40 a la posterior

En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de

gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro

angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos

o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria

Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de

rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial

Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los

coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)

La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de

130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten

hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)

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24

Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse

para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible

Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos

a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes

populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares

Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11

ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros

analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera

Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia

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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg

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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata

trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis

y que resistiraacuten las fuerzas

Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg

Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg

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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar

422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS

Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros

Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680

Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400

Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50

Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg

Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas

bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier

bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino

bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano

bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador

bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes

La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro

43 PROacuteTESIS

La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro

del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del

cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la

extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y

propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis

(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)

Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad

Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom

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431 EXOPROacuteTESIS

Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser

proacutetesis dentales de extremidad etc

Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un

molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede

antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta

de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la

proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar

maacutes la fijacioacuten

432 ENDOPROacuteTESIS

Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer

Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al

hueso se puede hacer de diferentes formas

bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca

433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS

Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se

Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom

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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad

434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS

Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los

aspectos funcionales o estructurales del cuerpo

A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia

principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente

a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que

la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la

funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente

44 ESTUDIO DE MERCADO

En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado

441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS

Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a

medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra

en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten

Precio 49091 euro

Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom

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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA

CANINA

Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni

Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea

Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de

miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de

miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza

correctamente

443 BETA IMPLANTS

Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales

con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de

valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h

Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden

proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos

de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos

disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber

queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten

Precio 76450 euro

Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom

Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom

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444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA

La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo

coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato

arquitecto y ambientoacutelogo

Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un

limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber

impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la

elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este

tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias

instalaciones

445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS

Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa

sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una

mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son

felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas

Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una

proacutetesis

bull Arneacutes de soporte

Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el

ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional

cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de

mejorar la movilidad

Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom

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Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al

arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un

soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas

bull Sillas de ruedas

Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o

se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres

extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten

bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada

Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute

sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las

dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que

el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por

desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o

en el suelo

bull Chalecos salvavidas

Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar

para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que

Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram

Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes

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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por

ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte

bull Calcetines antiderrapante para perros

Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar

maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la

abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo

446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER

Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente

bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales

bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien

Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

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posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos

bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse

bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo

bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada

447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER

Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten

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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS

Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos

bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y

que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades

Ortopegravediacaninacom

Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales

bull Perros con profesiones peligrosas

En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes

En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que

estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis

u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a

disentildear nuestra proacutetesis

En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos

estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo

de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten

se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos

encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes

compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo

Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom

Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom

Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom

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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es

relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos

conocidos

Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos

ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute

que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el

mercado

Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos

informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera

cual es el precio medio

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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5 BRIEFING

En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto

511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD

Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip

Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten

Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad

Fuente Elaboracioacuten propia

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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO

bull Cadena de usuario

Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten

Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto

Empleados tienda Menor Poco frecuente

Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento

Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis

ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado

bull Perro

Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten

Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten

Mayor

Mayor

Mayor

Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse

Cuanto mayor de edad es la

mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la

proacutetesis

Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis

Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro

Mayor

Mayor

Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el

modelo

Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma

de la extremidad tambieacuten

Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Agua cerca -Calentamiento

Criacutetico

Mayor

Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute

componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear

Dilatacioacuten de los materiales y los

efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la

Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia

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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales

Mayor

Criacutetico

Criacutetico

extremidad

Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe

de ser faacutecil de limpiar

Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones

a la mascota

Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar

el estilo de vida de la mascota

Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis

Menor

Criacutetico

Mayor

Mayor

Criacutetico

Mayor

El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo

Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis

Es importante pero con los

estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha

complicacioacuten

Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se

ajuste

Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien

Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga

Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

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513 CUADRO FUNCIONAL

FUNCIONES

Proacutetesis

riacutegida

Proacutetesis

ecoloacutegica

Arneacutes de

soporte

Silla de

ruedas

PR

INC

IPA

L

Soporte para que el perro pueda

transportarse de forma autoacutenoma

CR SI SI NO SI

DE

RIV

AD

AS

Respecto al perro

Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO

Adaptabilidad raacutepida del perro a la

proacutetesis MA NO NO SI SI

Se hace un escaacutener a la extremidad

amputada para que el dispositivo se

acople lo mejor posible

MA NO NO NO NO

Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI

Ajustable para diferentes tamantildeos

de perros CR NO NO NO NO

Respecto al ldquoduentildeordquo del perro

Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI

Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO

Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO

CO

MP

LE

ME

NT

AR

IAS

Funciones esteacuteticas y sociales

Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO

Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI

Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO

Funciones ecoloacutegicas

Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO

ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica

Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

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514 PRECEDENTES

El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas

Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante

515 AGUJEROS Y VENTANAS

Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente

Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl

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516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA

Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados

pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales

basadas en la ciencia y tecnologiacutea

A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya

bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos

las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual

Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se

realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto

podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado

elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico

deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos

de los componentes

Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con

su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la

proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el

buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos

517 ELECCIOacuteN

Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado

Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara

los siguientes beneficios

middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente

middot Personalizable para que sea uacutenica

middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil

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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo

modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten

de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis

Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando

esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban

las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto

generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos

puede tener una segunda oportunidad y una vida digna

518 TIPO DE DISENtildeO

La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final

1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel

2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas

posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible

3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal

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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING

En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas

61 ESTUDIO DE CONCEPTOS

Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas

611 PRIMER BOCETO

El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento

Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

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612 SEGUNDO BOCETO

Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior

613 TERCER BOCETO

Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos

Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL

63 PRIMER DISENtildeO 3D

Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor

Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia

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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D

Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)

641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA

Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos

642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS

Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral

Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD

AMPUTADA

Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor

644 GUIacuteAS PARA LA PATA

Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona

Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA

Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior

646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA

En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea

Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia

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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN

En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas

648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN

Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata

649 MEJORA DE SUJECIOacuteN

Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis

Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia

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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro

En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar

65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS

En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal

Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia

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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA

Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo

Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos

Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis

bull Extremidad del perro

Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia

Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm

Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm

Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm

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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando

Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm

En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a

Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia

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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara

En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa

Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa

66 DISENtildeO FINAL

Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata

Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales

661 CONTEXTUALIZACIOacuteN

La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes

Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia

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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL

ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA

El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde

se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final

1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo

Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener

una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de

detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten

inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D

Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos

grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto

optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien

pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte

mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos

2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para

que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si

utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D

Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no

hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la

opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado

Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom

Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom

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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va

generar como archivo obj

3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl

4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos

5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa

6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png

Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son

bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos

bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)

bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales

Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom

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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA

Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa

Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura de Pata (mm) 100 150 190 230

Diaacutemetro (mm) A B C

Profundidad (mm) 1 2 3

El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta

681 ALTURA DE LA PATA

La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro

Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal

bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm

bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm

bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm

bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm

Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes

Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia

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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA

El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros

bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm

bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm

bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm

bull

683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS

Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura

bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm

bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm

bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm

Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho

Fuente Elaboracioacuten propia

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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES

Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos

691 PARTE INTERNA

La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis

Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia

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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis

692 PARTE EXTERNA

La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura

La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan

Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia

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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO

Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal

Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten

694 UNIONES

Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80

bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6

Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia

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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa

Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres

Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom

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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912

Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes

Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes

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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES

Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son

bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio

bull Resistente a los golpes

bull Coste econoacutemico

bull Adecuado para la impresioacuten 3D

bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos

6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D

De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son

bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad

bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis

bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata

bull Material reciclable

bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis

Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos

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6102 MATERIAL DE LA CARCASA

Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D

De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten

bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable

Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack

Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom

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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad

bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material

Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas

A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido

Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3

Precio 231 ndash 278 EURkg

Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa

Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa

Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa

Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa

Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan

Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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6103 MATERIAL DE LA PATA

Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir

bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes

Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3

Precio 297 ndash 329 EURkg

Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa

Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa

Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa

Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa

Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor

Mecanizabilidad 1 ndash 3

Reciclaje No

bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez

Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3

Precio 289 ndash 426 EURkg

Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa

Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa

Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa

Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa

Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica

Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos

6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN

Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno

Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor

Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees

Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees

Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom

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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones

Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom

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611 AMFE

El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son

bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada

bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos

bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo

bull CAUSA Es aquello que produce el error

bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso

Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores

bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)

bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)

bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)

Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado

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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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7 CAacuteLCULOS

Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba

bull La forma de la proacutetesis

bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones

71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA

Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge

Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso

Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia

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Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del

programa

Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon

PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir

manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el

fabricante

Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de

datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido

Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de

la pata que estaraacute sujeto a la carcasa

Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas

bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse

bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se

flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada

72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE

Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata

Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro

reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el

40 restante

Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza

utilizada es para ese tamantildeo de perro

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873

Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto

con el suelo

Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error

ver los resultados

Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no

se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que

tambieacuten absorberaacute los golpes

Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un

liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195

MPa

73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO

Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado

en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899

119865119862119889119910119899 = 3

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873

Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en

pie pero entra en los paraacutemetros

Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten

dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza

Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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8 PRESUPUESTOS

En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas

81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA

Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad

Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)

Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000

Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400

Desarrollo del concepto 30 106 31800

Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000

Modelacioacuten 3D 30 108 32400

Simulaciones 30 27 8100

Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700

Total 578 173400

El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto

Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia

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82 TIPOS DE COSTES

A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc

821 COSTE DE LOS MATERIALES

El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar

Materiales Precio unitario (euro)

Unidades Precio (euro)

Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478

Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350

Tuerca DIN-934 M6

002710 2 00542

Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240

Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD

1118000 02 22360

Total 25970

Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912

bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno

bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una

Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar

Materiales Cantidad de material (g)

Cantidad de material para una proacutetesis

aprox (g)

Precio de cada rollo de filamento (euro)

Precio para una proacutetesis

(euro)

Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110

Filamentos de Flex X-920

600 60 164600 16460

Filamentos de Fiberlogy Nylon

500 100 529900 105980

Total + 2 de desechos 178041

Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D

Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia

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822 COSTES DE MAQUINARIA

Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten

Maquinas Precio (euro)

Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700

Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357

Herramientas 5000

Total 363057

Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral

119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904

119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =

15870000

220 times 8= 09017euro

La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro

823 COSTES DE ELECTRICIDAD

Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad

Coste de energiacutea (eurokWh) 0150

Consumo medio (kW) 0500

Coste por hora de la luz (euroh) 0075

Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten

Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)

Carcasa 8 0600

Adaptador 3 0225

Pata 13 0975

Total 1800

Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata

83 COSTES DE PERSONAL

Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten

Puesta en marcha de la impresora (h) 1

Postproduccioacuten (h) 1

Total de horas para 1 pieza (h) 2

Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000

2000= 20 euro

Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo

84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN

La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten

Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia

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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)

Coste del adaptador de la

proacutetesis (euro)

Coste de la pata (euro)

Coste de materiales

- Materiales 52110 16460 105980

- Electricidad 06000 02250 09750

Coste de operario

- Preparacioacuten 10 10 10

- Postproduccioacuten 10 10 10

Coste de fallos (10) 25811 21871 31573

Total 283921 240581 347303

Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro

Piezas de la proacutetesis Coste (euro)

Carcasa 283921

Adaptados 240581

Pata 347303

Amortizacioacuten 72136

Tornillos 03610

Epoxi 22360

Calcetiacuten 01184

Correas de sujecioacuten 09580

Total 980675

Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro

Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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85 VENTA AL PUacuteBLICO

Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30

119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro

86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904

119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900

Caacutelculo del punto de equilibrio

Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro

Materiales 9806euro

Precio del producto en venta 12750euro

Costes fijos 5760000euro + 1734000euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904

Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se

trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer

tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta

Si

119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904

Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218

unidades que siacute se puede contemplar producir

Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia

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9 CONCLUSIONES

Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito

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AGRADECIMIENTOS

Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo

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INTRODUCCIOacuteN

Actualmente vivimos en una sociedad que es maacutes consciente de que puede hacer un cambio para mejorar el mundo Cada vez hay maacutes seguridad maacutes tecnologiacutea y menos conflictos Esta evolucioacuten tambieacuten se ha trasladado al mundo animal donde maacutes gente es consciente de lo importantes que son para nosotros y nuestro mundo en general Poco a poco hay maacutes protectoras espacios protegidos y las leyes son maacutes duras contra el maltrato animal Uno de los animales que maacutes ha querido la sociedad y a la vez ha sido el maacutes maltratado ha sido el perro Por desgracia miles de perros son sacrificados en perreras al ser abandonados por sus familias Los motivos que llevan al abandono suelen ser mal comportamiento cambio de domicilio fin de temporada de caza o que el perro haya sufrido una lesioacuten que le provoque una discapacidad y que por culpa de los cuidados que requieren los duentildeos no puedan afrontar el esfuerzo econoacutemico Para contextualizar y entender mejor el proceso y los objetivos que nos hemos marcado en el estudio nos hemos puesto en la piel de aquellos que sufren por la peacuterdida de una extremidad en su perro Ya sea debido a un accidente o por una enfermedad deteriorativa Por eso en el siguiente Trabajo de Fin de Grado el objeto de estudio han sido las proacutetesis caninas con tal de llegar al producto final que es el disentildeo de una proacutetesis que se pueda imprimir en una impresora 3D El proyecto se basaraacute en estudiar la historia de la proacutetesis hasta la actualidad desde las enfocadas a personas humanas hasta las que son para animales Despueacutes se examinaraacute el mercado actual de proacutetesis caninas con tal de tener una idea breve del estado actual de eacutestas A continuacioacuten investigaremos el movimiento del perro para adaptar nuestro disentildeo con mayor precisioacuten y finalmente se culminaraacute el trabajo con el disentildeo y la creacioacuten de una proacutetesis capaz de ser imprimida en 3D Como se quiere que este producto llegue al mayor nuacutemero de animales posible es loacutegico pensar que el perro es el animal al que maacutes se le puede ayudar Y como no se dispone de las herramientas para corregir el comportamiento de las personas la mejor opcioacuten seraacute reducir costes en los cuidados cuando un perro sufre alguna discapacidad Una de las discapacidades maacutes frecuente en los perros es el dantildeo o perdida de extremidad Por ello seriacutea una buena solucioacuten investigar el tema de las proacutetesis

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11 OBJETIVOS

El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su

evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el

canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo

bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea

a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad

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2 ESTADO DEL ARTE

Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales

21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS

Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute

211 ANTIGUO EGIPTO

La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC

212 IMPERIO ROMANO

En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla

Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom

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11

Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla

213 ALTA EDAD MEDIA

La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos

214 ANtildeO 1500

En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero

Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom

Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses

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12

215 SIGLO XVII Y XIX

En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo

En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano

216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO

La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones

Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom

Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes

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22 ATENTADO DE BOSTON

Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback

Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos

Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg

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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas

23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES

Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante

Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees

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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE

Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos

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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA

El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones

31 MAPA IDEAS

La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute

A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa

311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA

LA PROacuteTESIS

Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o

problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros

y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se

relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes

situaciones

Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia

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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan

ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras

especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis

bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter

Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute

perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la

primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la

capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear

maacutes proacutetesis como la suya

bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty

Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el

pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una

empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su

vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con

problemas en los picos

Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom

Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom

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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs

Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la

herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como

el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que

aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten

312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO

Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un

problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten

comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y

de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio

Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la

normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no

habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto

de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de

disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir

313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS

bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal

El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales

cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el

desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan

variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones

o no sea tan eficaz

Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom

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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal

Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta

que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los

perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o

dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda

estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten

bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada

Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se

adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus

funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades

que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo

de vida que pueda llevar

bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno

Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal

32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA

Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la

entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de

animales con discapacidad en las extremidades que conozco

Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o

molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema

complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran

mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos

resolver o simplemente no tendraacuten mascotas

Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso

que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas

razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten

se ha visto descartada

Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la

concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la

mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco

partes

bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes

de la operacioacuten

bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa

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bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas

bull La experiencia del entrevistado

bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema

La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es

decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten

consolidada entre entrevistador y entrevistado

En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos

que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada

33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA

Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la

entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar

con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta

Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos

propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana

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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS

Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad

41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES

EN PERROS

Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos

bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip

bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo

bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable

bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por

bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)

Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes

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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo

branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento

20032004)

bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes

incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el

nacimiento (msdmanualscom)

Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro

42 ANATOMIA CANINA

A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la

proacutetesis y las zonas que afectariacutea

Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es

una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta

al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una

vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con

tres patas

Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una

amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga

pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino

pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades

restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y

muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo

esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce

en artritis u otros problemas articulares

Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom

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Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos

problemas a la larga

Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el

movimiento que realiza al andar

421 BIOMECAacuteNICA CANINA

La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede

realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones

anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una

deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso

dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos

Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos

conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del

peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido

al peso de la cabeza y el 40 a la posterior

En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de

gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro

angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos

o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria

Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de

rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial

Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los

coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)

La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de

130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten

hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)

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Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse

para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible

Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos

a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes

populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares

Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11

ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros

analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera

Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia

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Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg

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Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata

trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis

y que resistiraacuten las fuerzas

Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg

Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg

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Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar

422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS

Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros

Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680

Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400

Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50

Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg

Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas

bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier

bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino

bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano

bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador

bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes

La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro

43 PROacuteTESIS

La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro

del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del

cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la

extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y

propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis

(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)

Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad

Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom

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431 EXOPROacuteTESIS

Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser

proacutetesis dentales de extremidad etc

Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un

molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede

antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta

de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la

proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar

maacutes la fijacioacuten

432 ENDOPROacuteTESIS

Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer

Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al

hueso se puede hacer de diferentes formas

bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca

433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS

Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se

Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom

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gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad

434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS

Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los

aspectos funcionales o estructurales del cuerpo

A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia

principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente

a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que

la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la

funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente

44 ESTUDIO DE MERCADO

En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado

441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS

Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a

medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra

en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten

Precio 49091 euro

Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom

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442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA

CANINA

Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni

Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea

Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de

miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de

miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza

correctamente

443 BETA IMPLANTS

Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales

con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de

valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h

Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden

proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos

de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos

disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber

queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten

Precio 76450 euro

Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom

Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

32

444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA

La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo

coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato

arquitecto y ambientoacutelogo

Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un

limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber

impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la

elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este

tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias

instalaciones

445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS

Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa

sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una

mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son

felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas

Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una

proacutetesis

bull Arneacutes de soporte

Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el

ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional

cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de

mejorar la movilidad

Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al

arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un

soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas

bull Sillas de ruedas

Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o

se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres

extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten

bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada

Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute

sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las

dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que

el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por

desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o

en el suelo

bull Chalecos salvavidas

Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar

para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que

Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram

Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por

ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte

bull Calcetines antiderrapante para perros

Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar

maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la

abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo

446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER

Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente

bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales

bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien

Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos

bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse

bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo

bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada

447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER

Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS

Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos

bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y

que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades

Ortopegravediacaninacom

Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales

bull Perros con profesiones peligrosas

En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes

En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que

estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis

u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a

disentildear nuestra proacutetesis

En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos

estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo

de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten

se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos

encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes

compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo

Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom

Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom

Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es

relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos

conocidos

Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos

ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute

que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el

mercado

Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos

informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera

cual es el precio medio

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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5 BRIEFING

En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto

511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD

Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip

Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten

Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad

Fuente Elaboracioacuten propia

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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO

bull Cadena de usuario

Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten

Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto

Empleados tienda Menor Poco frecuente

Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento

Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis

ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado

bull Perro

Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten

Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten

Mayor

Mayor

Mayor

Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse

Cuanto mayor de edad es la

mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la

proacutetesis

Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis

Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro

Mayor

Mayor

Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el

modelo

Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma

de la extremidad tambieacuten

Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Agua cerca -Calentamiento

Criacutetico

Mayor

Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute

componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear

Dilatacioacuten de los materiales y los

efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la

Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia

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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales

Mayor

Criacutetico

Criacutetico

extremidad

Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe

de ser faacutecil de limpiar

Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones

a la mascota

Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar

el estilo de vida de la mascota

Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis

Menor

Criacutetico

Mayor

Mayor

Criacutetico

Mayor

El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo

Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis

Es importante pero con los

estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha

complicacioacuten

Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se

ajuste

Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien

Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga

Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

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513 CUADRO FUNCIONAL

FUNCIONES

Proacutetesis

riacutegida

Proacutetesis

ecoloacutegica

Arneacutes de

soporte

Silla de

ruedas

PR

INC

IPA

L

Soporte para que el perro pueda

transportarse de forma autoacutenoma

CR SI SI NO SI

DE

RIV

AD

AS

Respecto al perro

Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO

Adaptabilidad raacutepida del perro a la

proacutetesis MA NO NO SI SI

Se hace un escaacutener a la extremidad

amputada para que el dispositivo se

acople lo mejor posible

MA NO NO NO NO

Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI

Ajustable para diferentes tamantildeos

de perros CR NO NO NO NO

Respecto al ldquoduentildeordquo del perro

Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI

Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO

Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO

CO

MP

LE

ME

NT

AR

IAS

Funciones esteacuteticas y sociales

Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO

Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI

Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO

Funciones ecoloacutegicas

Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO

ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica

Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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514 PRECEDENTES

El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas

Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante

515 AGUJEROS Y VENTANAS

Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente

Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl

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516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA

Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados

pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales

basadas en la ciencia y tecnologiacutea

A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya

bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos

las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual

Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se

realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto

podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado

elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico

deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos

de los componentes

Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con

su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la

proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el

buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos

517 ELECCIOacuteN

Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado

Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara

los siguientes beneficios

middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente

middot Personalizable para que sea uacutenica

middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo

modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten

de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis

Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando

esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban

las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto

generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos

puede tener una segunda oportunidad y una vida digna

518 TIPO DE DISENtildeO

La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final

1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel

2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas

posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible

3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING

En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas

61 ESTUDIO DE CONCEPTOS

Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas

611 PRIMER BOCETO

El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento

Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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612 SEGUNDO BOCETO

Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior

613 TERCER BOCETO

Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos

Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL

63 PRIMER DISENtildeO 3D

Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor

Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D

Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)

641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA

Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos

642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS

Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral

Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD

AMPUTADA

Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor

644 GUIacuteAS PARA LA PATA

Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona

Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA

Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior

646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA

En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea

Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN

En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas

648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN

Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata

649 MEJORA DE SUJECIOacuteN

Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis

Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro

En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar

65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS

En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal

Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA

Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo

Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos

Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis

bull Extremidad del perro

Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia

Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm

Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm

Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando

Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm

En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a

Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia

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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara

En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa

Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa

66 DISENtildeO FINAL

Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata

Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales

661 CONTEXTUALIZACIOacuteN

La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes

Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia

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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL

ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA

El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde

se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final

1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo

Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener

una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de

detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten

inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D

Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos

grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto

optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien

pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte

mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos

2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para

que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si

utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D

Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no

hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la

opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado

Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom

Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom

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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va

generar como archivo obj

3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl

4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos

5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa

6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png

Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son

bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos

bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)

bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales

Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom

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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA

Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa

Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura de Pata (mm) 100 150 190 230

Diaacutemetro (mm) A B C

Profundidad (mm) 1 2 3

El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta

681 ALTURA DE LA PATA

La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro

Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia

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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal

bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm

bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm

bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm

bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm

Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes

Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia

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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA

El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros

bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm

bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm

bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm

bull

683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS

Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura

bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm

bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm

bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm

Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho

Fuente Elaboracioacuten propia

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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES

Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos

691 PARTE INTERNA

La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis

Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia

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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis

692 PARTE EXTERNA

La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura

La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan

Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia

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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO

Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal

Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten

694 UNIONES

Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80

bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6

Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia

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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa

Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres

Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom

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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912

Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes

Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes

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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES

Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son

bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio

bull Resistente a los golpes

bull Coste econoacutemico

bull Adecuado para la impresioacuten 3D

bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos

6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D

De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son

bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad

bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis

bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata

bull Material reciclable

bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis

Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos

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6102 MATERIAL DE LA CARCASA

Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D

De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten

bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable

Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack

Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom

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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad

bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material

Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas

A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido

Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3

Precio 231 ndash 278 EURkg

Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa

Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa

Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa

Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa

Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan

Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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6103 MATERIAL DE LA PATA

Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir

bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes

Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3

Precio 297 ndash 329 EURkg

Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa

Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa

Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa

Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa

Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor

Mecanizabilidad 1 ndash 3

Reciclaje No

bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez

Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3

Precio 289 ndash 426 EURkg

Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa

Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa

Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa

Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa

Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica

Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos

6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN

Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno

Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor

Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees

Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees

Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom

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Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones

Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom

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611 AMFE

El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son

bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada

bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos

bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo

bull CAUSA Es aquello que produce el error

bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso

Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores

bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)

bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)

bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)

Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado

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Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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7 CAacuteLCULOS

Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba

bull La forma de la proacutetesis

bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones

71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA

Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge

Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso

Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del

programa

Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon

PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir

manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el

fabricante

Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de

datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido

Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de

la pata que estaraacute sujeto a la carcasa

Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas

bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse

bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se

flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada

72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE

Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata

Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro

reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el

40 restante

Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza

utilizada es para ese tamantildeo de perro

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873

Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto

con el suelo

Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error

ver los resultados

Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no

se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que

tambieacuten absorberaacute los golpes

Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un

liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195

MPa

73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO

Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado

en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899

119865119862119889119910119899 = 3

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873

Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en

pie pero entra en los paraacutemetros

Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten

dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza

Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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8 PRESUPUESTOS

En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas

81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA

Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad

Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)

Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000

Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400

Desarrollo del concepto 30 106 31800

Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000

Modelacioacuten 3D 30 108 32400

Simulaciones 30 27 8100

Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700

Total 578 173400

El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto

Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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82 TIPOS DE COSTES

A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc

821 COSTE DE LOS MATERIALES

El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar

Materiales Precio unitario (euro)

Unidades Precio (euro)

Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478

Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350

Tuerca DIN-934 M6

002710 2 00542

Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240

Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD

1118000 02 22360

Total 25970

Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912

bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno

bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una

Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar

Materiales Cantidad de material (g)

Cantidad de material para una proacutetesis

aprox (g)

Precio de cada rollo de filamento (euro)

Precio para una proacutetesis

(euro)

Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110

Filamentos de Flex X-920

600 60 164600 16460

Filamentos de Fiberlogy Nylon

500 100 529900 105980

Total + 2 de desechos 178041

Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D

Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia

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822 COSTES DE MAQUINARIA

Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten

Maquinas Precio (euro)

Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700

Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357

Herramientas 5000

Total 363057

Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral

119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904

119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =

15870000

220 times 8= 09017euro

La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro

823 COSTES DE ELECTRICIDAD

Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad

Coste de energiacutea (eurokWh) 0150

Consumo medio (kW) 0500

Coste por hora de la luz (euroh) 0075

Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten

Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia

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Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)

Carcasa 8 0600

Adaptador 3 0225

Pata 13 0975

Total 1800

Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata

83 COSTES DE PERSONAL

Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten

Puesta en marcha de la impresora (h) 1

Postproduccioacuten (h) 1

Total de horas para 1 pieza (h) 2

Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000

2000= 20 euro

Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo

84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN

La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten

Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia

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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)

Coste del adaptador de la

proacutetesis (euro)

Coste de la pata (euro)

Coste de materiales

- Materiales 52110 16460 105980

- Electricidad 06000 02250 09750

Coste de operario

- Preparacioacuten 10 10 10

- Postproduccioacuten 10 10 10

Coste de fallos (10) 25811 21871 31573

Total 283921 240581 347303

Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro

Piezas de la proacutetesis Coste (euro)

Carcasa 283921

Adaptados 240581

Pata 347303

Amortizacioacuten 72136

Tornillos 03610

Epoxi 22360

Calcetiacuten 01184

Correas de sujecioacuten 09580

Total 980675

Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro

Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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85 VENTA AL PUacuteBLICO

Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30

119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro

86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904

119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900

Caacutelculo del punto de equilibrio

Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro

Materiales 9806euro

Precio del producto en venta 12750euro

Costes fijos 5760000euro + 1734000euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904

Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se

trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer

tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta

Si

119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904

Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218

unidades que siacute se puede contemplar producir

Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia

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9 CONCLUSIONES

Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito

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AGRADECIMIENTOS

Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo

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11 OBJETIVOS

El objetivo principal de este proyecto es realizar el disentildeo de una proacutetesis para un animal especiacuteficamente para perros pero tambieacuten que pueda ser usada por otros animales cuadruacutepedos como podriacutean ser el gato o la oveja Esta proacutetesis ha de ser principalmente funcional adaptable para el animal faacutecil de poner y de limpiar Maacutes adelante iremos antildeadiendo objetivos en medida de lo posible Para poder realizar todos estos objetivos es necesario el desarrollo y cumplimiento de una serie de requisitos especiacuteficos que son bull Tener conocimientos baacutesicos de la historia de la proacutetesis en personas y su

evolucioacuten bull Investigar el mercado sobre las proacutetesis en animales cuadruacutepedos sobre todo el

canino Tambieacuten algunas alternativas como la ortesis para saber si nos pueden aportar riqueza a nuestro disentildeo

bull Estudiar el movimiento que tiene el perro y las actividades que realiza en su diacutea

a diacutea bull Crear bocetos y disentildeos 3D junto a sus materiales y caacutelculos bull Realizar anaacutelisis de resultados bull Aspirar a la impresioacuten 3D del disentildeo bull Solucionar el problema que desarrollan los perros cuando pierden una extremidad

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2 ESTADO DEL ARTE

Primeramente haremos un repaso de la situacioacuten actual de la tecnologiacutea en el campo proteacutesico No se hablaraacute exactamente del estado existente de la tecnologiacutea con la que se desarrollaraacute el trabajo sino de queacute otras aplicaciones existen actualmente o han existido en el mercado pasando por la historia de la evolucioacuten tecnoloacutegica de la proacutetesis y si se han realizado funcionalidades iguales o parecidas a las que se propone disentildear en este TFG En este punto describiremos simplemente lo que hay Al final de este punto se haraacute alguna pequentildea valoracioacuten que muestre los puntos fuertes de la tecnologiacutea y su utilidad en animales

21 HISTORIA DE LA PROacuteTESIS

Antes de querer disentildear proacutetesis para animales es necesario revisar la historia de la proacutetesis en personas ya que es el campo donde maacutes se ha avanzado en este tipo de dispositivos y podemos sacar maacutes ideas de los materiales o mecanismos que utilizan y de su por queacute

211 ANTIGUO EGIPTO

La primera proacutetesis registrada data del antildeo 1500 aC en la eacutepoca de los antiguos egipcios Eran proacutetesis rudimentarias con fibra y se cree que las utilizaban por la sensacioacuten de sentirse completos antes que por la funcioacuten en siacute No obstante se cree que tambieacuten buscaban algo de funcionalidad gracias al hallazgo de dos momias egipcias con un dedo proteacutesico cada una encontrados en 950 aC y el 750 aC

212 IMPERIO ROMANO

En Italia maacutes concretamente en Capua fue descubierta una pierna proteacutesica que data del 300 aC Estaba fabricada con hierro y bronce y su interior era de madera Se supone que la amputacioacuten habiacutea sido por debajo de la rodilla

Figura 1 Primera proacutetesis fabricada Fuente wwwtratamientoyenfermedadescom

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Tambieacuten se tiene constancia de otra proacutetesis en la eacutepoca El romano Plinio el Viejo escribioacute sobre un general romano al que le amputaron la mano y se colocoacute una de hierro con la que sosteniacutea el escudo gracias a la cual pudo volver a la batalla

213 ALTA EDAD MEDIA

La mayoriacutea de las proacutetesis creadas en esa eacutepoca eran utilizadas para esconder heridas o deformidades producidas en el campo de batalla y no se teniacutea en cuenta la funcionalidad Tambieacuten se creoacute el gancho de mano y la pata de palo donde siacute que se teniacutea en cuenta para las funciones diarias pero solo se lo podiacutean permitir los maacutes ricos

214 ANtildeO 1500

En 1508 se crearon un par de manos de hierro para el mercenario alemaacuten Gotz von Berlichingen despueacutes de que perdiera su brazo derecho en la batalla de Landshut Era posible manejar las manos fijaacutendolas con la mano natural y moverlas soltando una serie de mecanismos de liberacioacuten y resortes mientras se suspendiacutean con correas de cuero

Figura 3 Proacutetesis de la edad media Fuente wwwprotesismgcom

Figura 2 proacutetesis del impero romano Fuente wwwancient-originses

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215 SIGLO XVII Y XIX

En 1800 el londinense James Potts disentildeoacute la famosa ldquoPierna de Angleseyrdquo Se trataba de una proacutetesis hecha de madera con encaje una articulacioacuten de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo

En 1863 Dubois Parmlee disentildeoacute una proacutetesis avanzada con un encaje de succioacuten rodilla policeacutentrica y un pie multiarticulado Gustav Hermann en 1868 sugirioacute antildeadir aluminio para sustituir el acero y que asiacute la proacutetesis fuese maacutes ligera Pero no fue hasta el 1912 cuando Marcel Desoutter creoacute la primera proacutetesis de aluminio con la ayuda de su hermano

216 TIEMPO CONTEMPORAacuteNEO

La gran evolucioacuten de la tecnologiacutea en estos uacuteltimos cien antildeos ha sido gracias a las uacuteltimas guerras y ha afectado en gran medida a las proacutetesis Hoy en diacutea las proacutetesis son mucho maacutes ligeras gracias al plaacutestico aluminio y materiales compuestos que han resulto muchas necesidades A parte de los materiales nuevos empleados para las proacutetesis tambieacuten se han antildeadido circuitos informaacuteticos microprocesadores y roboacutetica Eacutestos han logrado en gran medida que los pacientes recuperen las funciones que hariacutean en su diacutea a diacutea Hoy en diacutea las proacutetesis son maacutes realistas y cumplen con mayor eficacia sus funciones

Figura 4 Proacutetesis del siglo XIX Fuente elavancedelasprotesiswordpresscom

Figura 5 Evolucioacuten de la proacutetesis Fuente wwwpinterestes

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22 ATENTADO DE BOSTON

Un ejemplo de este avance en tecnologiacutea lo podemos observar en el atentado del maratoacuten de Boston donde las victimas tuvieron una segunda oportunidad gracias a las proacutetesis de extremidades El ataque terrorista hirioacute a maacutes de 170 personas y varias sufrieron amputaciones de extremidades en operaciones de emergencia Perder una extremidad puede ser una experiencia realmente traumaacutetica pero algunos doctores de la zona de Chicago dicen que las consecuencias de la amputacioacuten han mejorado mucho en las uacuteltimas deacutecadas contando con grandes avances en la tecnologiacutea de las proacutetesis Chicago es donde se lleva a cabo la investigacioacuten maacutes puntera en proacutetesis y esto estaacute cambiando la perspectiva de algunos afectados El instituto de Rehabilitacioacuten de Chicago estaacute involucrado en el desarrollo de extremidades controladas mentalmente que ya se encuentran en el mercado Y Sliman Bensmaia neurocientiacutefico en la Universidad de Chicago y parte del proyecto de investigacioacuten nacional llamado Revolucionando Proacutetesis estaacute ayudando a desarrollar proacutetesis que puedan estimularse transmitiendo mensajes de vuelta al cerebro Eso se llama feedback sensorial las funciones de las extremidades superiores son particularmente dependientes de ese feedback

Sin ello todo lo que hicieacuteramos seriacutea extremadamente forzoso patoso y lento dijo Bismaia Este tipo de proacutetesis permitiriacutean controlar la agarrada maacutes detalladamente Y hay maacutes beneficios en esas proacutetesis como que sienten que es parte de ellos Es decir los pacientes se sienten conectados sensorialmente a las proacutetesis Pero hay maacutes sobre la amputacioacuten que solo llegar a alcanzar la tecnologiacutea adecuada en el mercado Para viacutectimas como las de Boston acostumbrarse a una proacutetesis puede llevar meses de terapia fiacutesica y emocional Ademaacutes tenemos el coste de estas proacutetesis la mayoriacutea no incluidas en los seguros meacutedicos

Figura 6 Proacutetesis de la investigacioacuten ldquoRevolucionando proacutetesisrdquo Fuente wwwwbezorg

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Los seguros meacutedicos privados son los mejores dijo King Los veteranos tienen las mejores tecnologiacuteas en sus seguros meacutedicos Auacuten hasta las proacutetesis maacutes baacutesicas son maacutes ligeras y faacuteciles de usar que hace un par de deacutecadas y King dice que sus pacientes suelen sorprenderse con los resultados despueacutes de unos meses de terapias El nuacutemero total de amputados en los Estados Unidos estaacute estimado en 17 millones la mayoriacutea resultado de enfermedades como la diabetes Esto demuestra que ante un terrible suceso como fue el atentado de Boston la tecnologiacutea ha podido evolucionar hasta tal punto de mejorar las vidas de los afectados Proacutetesis para deportistas

23 ACTUALIDAD EN PROacuteTESIS PARA ANIMALES

Actualmente el mercado y el avance en proacutetesis para animales estaacute muy limitado ya que los ldquoduentildeosrdquo preferiacutean que el animal tuviera 3 patas o sacrificarlo en vez de intentar solucionar el problema con una proacutetesis Pero a medida que se han dado a conocer nuevas organizaciones y casos de animales que han podido seguir haciendo su diacutea a diacutea gracias a estas proacutetesis ha habido maacutes intereacutes por querer darle a sus animales una segunda oportunidad Una de estas organizaciones se llama Animal OrthoCare Fundada por el meacutedico estadounidense Derrick Campana que lleva varios antildeos trabajando para mejorar la vida de animales con minusvaliacuteas Su organizacioacuten se dedica a ayudar a fundaciones sin aacutenimo de lucro que no pueden financiar este tipo de tratamientos a sus pacientes ya que son casos muy raros A parte de proacutetesis Derrick y su equipo se encargan de hacer feacuterulas y otro tipo de aparatos veterinarios para mejorar los problemas fiacutesicos en los animales El lugar donde disentildean y crean las proacutetesis y otros artilugios para animales es en el taller de Derrick y su lista de pacientes pasa por gatos perros cabras burros y hasta un elefante

Figura7 El taller de OrthoCare y alguno de sus trabajos Fuente wwwmuyinteresantees

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24 CRIacuteTICA AL ESTADO DEL ARTE

Una vez repasada por encima la historia de las proacutetesis en personas hay que reconocer que tecnoloacutegicamente ha habido una mejora notable desde la popular pata de palo a proacutetesis que se pueden estimular con el celebro No obstante es bastante desalentador que el desarrollo de la tecnologiacutea en este aspecto haya sido por causa de la guerra como la Primera y Segunda Guerra Mundial o atentados como el de Boston mencionados anteriormente Por lo que respecta a las proacutetesis en animales su evolucioacuten de una proacutetesis especiacutefica para ellos ha sido escasa o nula al contrario que las personas Esto se debe evidentemente a la falta de empatiacutea que actualmente existe con los animales ya que no hace mucho e incluso hoy en diacutea se sacrifican animales que presentan cualquier imperfeccioacuten fiacutesica por el simple hecho de que necesitan unos cuidados maacutes intensivos

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3 ANAacuteLISIS DEL PROBLEMA

El anaacutelisis del problema es la buacutesqueda de causas que lo originan con el fin de encontrarlas y determinar alternativas para solucionarlo En este caso empezaremos con un mapa de ideas donde diferenciaremos los problemas baacutesicos despueacutes los desarrollaremos uno a uno Se ha pretendido complementar con una entrevista a un profesional en el sector para encontrar posibles problemas que hayamos pasado por alto Por uacuteltimo una conclusioacuten donde priorizaremos los problemas maacutes importantes y sus posibles soluciones

31 MAPA IDEAS

La intencioacuten de hacer un mapa de ideas es la de organizar conceptos que queremos implementar en nuestro trabajo A lo largo de eacutel nos enfocaremos en cada concepto y si se pueden implementar en nuestro trabajo con eacutexito o no y por queacute

A continuacioacuten a partir de los conceptos que se han antildeadido se haraacute un pequentildeo anaacutelisis de los problemas que podemos encontrarnos a primera vista aunque a medida que se desarrolle el trabajo se daraacute una solucioacuten completa

311 ELECCIOacuteN DEL ANIMAL AL QUE ESTARAacute ENFOCADA

LA PROacuteTESIS

Como hemos visto en el estado del arte los casos maacutes frecuentes en amputacioacuten o

problemas con las extremidades en la organizacioacuten de lsquoAnimal OrthoCarersquo es en perros

y gatos Estos resultados tienen sentido ya que los dos animales son los que maacutes se

relacionan con las personas y pueden sufrir muchos accidentes por diferentes

situaciones

Figura 8 Mapa de ideas Fuente Elaboracioacuten propia

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Sin embargo no hay que menospreciar al resto de animales o pensar que no necesitan

ayudar para subsistir Por ellos se haraacute una pequentildea buacutesqueda de animales de otras

especies que han necesitados alguacuten tipo de proacutetesis

bull Ejemplo 1 La delfiacuten Winter

Una delfiacuten recogida en Ameacuterica del Norte con heridas en la aleta trasera la cual acaboacute

perdiendo poco despueacutes Al poco tiempo crearon una aleta artificial para ella siendo la

primera en todo el mundo Se rodoacute una peliacutecula para concienciar y demostrar la

capacidad de superacioacuten de Winter y gracias al eacutexito se pudo rodar una secuela y crear

maacutes proacutetesis como la suya

bull Ejemplo 2 El aacuteguila calva Beauty

Por culpa de un disparo de un cazador esta aacuteguila calva perdioacute praacutecticamente todo el

pico Este suceso le impediacutea alimentarse y limpiarse Con la colaboracioacuten de una

empresa se consiguioacute deconstruir un pico para Beauty con lo que ha recuperado su

vida normal Con este tipo de proacutetesis se descubrioacute una alternativa para las aves con

problemas en los picos

Figura 9 Winter con su proacutetesis de aleta Fuente wwwmisanimalescom

Figura 10 Beauty con su proacutetesis de pico Fuente wwwmisanimalescom

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bull Ejemplo 3 El cocodrilo Sentildeor Stubbs

Es un cocodrilo que perdioacute su cola en una pelea Antildeos despueacutes fue encontrada con la

herida ya cicatrizada pero con secuelas que le impediacutean sumergirse para cazar como

el resto de los cocodrilos Se le disentildeo una proacutetesis adaptada con la que tuvo que

aprender a nadar de nuevo pero mejoroacute considerablemente su situacioacuten

312 POCA VARIEDAD DE PRODUCTOS EN EL MERCADO

Ya hemos mencionado esto anteriormente pero es importante tener en cuenta que un

problema importante es la falta de mercado que hay que maacutes adelante tambieacuten

comentaremos al hacer el anaacutelisis de este Esto dificulta la regulacioacuten de los precios y

de las normativas ya que en 2014 el Ministerio de Agricultura Alimentacioacuten y Medio

Ambiente hizo puacuteblico el Borrador del Anteproyecto de Ley por el que se establece la

normativa baacutesica del comercio y tenencia responsable de perro y gatos pero en eacutel no

habiacutea nada estipulado en lo que se refiere a las proacutetesis Esto dependiendo del punto

de vista puede ser una ventaja porque no tenemos ninguna restriccioacuten a la hora de

disentildear nuestra proacutetesis pero a la vez no tenemos ninguna guiacutea a seguir

313 PROBLEMAS TEacuteCNICOS CON LA PROPIA PROacuteTESIS

bull Ajustar el tamantildeo de la proacutetesis al animal

El problema que encontramos es la gran variedad que pueden tener los animales

cuadruacutepedos donde podemos pasar de un ratoacuten a un elefante Esto dificulta el

desarrollo del producto ya que no podemos hacer un solo modelo con tamantildeos tan

variados Esto hariacutea que para algunos animales nuestro producto pierda sus funciones

o no sea tan eficaz

Figura 11 Sentildeor Stubbs con su proacutetesis de cola Fuente wwwmisanimalescom

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bull Adaptacioacuten de la proacutetesis al animal

Los animales no estaacuten acostumbrados a llevar antildeadidos en su cuerpo y esto dificulta

que se adapten a la proacutetesis Tenemos constancia que hay algunos animales como los

perros caballos burros y a veces gatos que toleran que les pongamos correas o

dispositivos parecidos Por ello debemos tener en consideracioacuten que el animal pueda

estar lo maacutes coacutemodo posible con su extensioacuten

bull Fijacioacuten de la proacutetesis a la extremidad amputada

Seguido con el punto anterior aparte de tener en cuenta que el animal acepte y se

adapte a la proacutetesis debemos asegurarnos de que no le moleste o no cumpla bien sus

funciones cuando el animal la esteacute utilizando Esto se puede deber al tipo de actividades

que este pueda realizar y por ello nuestra proacutetesis debe ir bien fijada y aguantar el estilo

de vida que pueda llevar

bull La superficie de la proacutetesis en contacto con el terreno

Tenemos que tener en cuenta todos los entornos donde nuestra mascota puede estar y como afectara a la proacutetesis Porque aparte del asfalto o la tierra que son terrenos normales tambieacuten debemos tener otros terrenos como podriacutea ser el barro la nieve o la arena y como actuaraacute la proacutetesis Ya que si la superficie de contacto no es suficientemente amplia o la forma no es la correcta esta se podriacutea hundir en el terreno y dificultar el desplazamiento al animal

32 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN ENTREVISTA

Para el meacutetodo de investigacioacuten la mejor opcioacuten que se ha planteado ha sido la

entrevista Esto se debe a la situacioacuten que estamos viviendo actualmente y a la falta de

animales con discapacidad en las extremidades que conozco

Por un lado no puedo realizar una encuesta ya que podriacutea herir la sensibilidad o

molestar con algunas preguntas que tenga que hacer Esto se debe a que es un tema

complicado y no todo el mundo lo ve de la misma manera Tambieacuten porque a la gran

mayoriacutea que le llegue la encuesta no tendraacute mascotas con el problema que queremos

resolver o simplemente no tendraacuten mascotas

Tampoco podemos hacer un estudio etnograacutefico por el desconocimiento de alguacuten caso

que sea cercano y a parte la prohibicioacuten de salir de casa por la cuarentena Por estas

razones y el poco tiempo que nos quedaraacute cuando podamos desplazarnos esta opcioacuten

se ha visto descartada

Despueacutes de barajar maacutes opciones para obtener informacioacuten hemos llegado a la

concusioacuten que una entrevista individual a un veterinario especializado en cirugiacuteas es la

mejor alternativa Esta entrevista seraacute estructurada y de seguimiento formada por cinco

partes

bull Para comenzar preguntaremos como es la rehabilitacioacuten de la mascota despueacutes

de la operacioacuten

bull Comenzaremos a indagar en lo que me interesa

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bull Pregunto sobre caracteriacutesticas especiacuteficas

bull La experiencia del entrevistado

bull Para concluir alguna aneacutecdota relacionada con el tema

La entrevista estaraacute focalizada en todo momento en el proyecto y seraacute superficial es

decir que busca valores objetivos uacutetiles para la investigacioacuten y no requiere una relacioacuten

consolidada entre entrevistador y entrevistado

En principio la intencioacuten a la hora de realizarla es que sea en persona pero si vemos

que no es posible tambieacuten tenemos la posibilidad de hacerla por videollamada

33 CONCLUSIOacuteN EN LA PROBLEMAacuteTICA

Al crear el mapa de ideas para encontrar conceptos en los que trabajar han surgido una serie de problemaacuteticas que no se teniacutean en cuenta antes de empezar el trabajo Mientras maacutes se profundiza en el proyecto maacutes dificultades se van encontrando en el camino Desgraciadamente a causa de la pandemia del Covid-19 no se ha podido realizar la

entrevista a ninguacuten profesional en el tema de amputaciones Se ha intentado contactar

con centros veterinarios pero no nos han dado respuesta

Por ello se seguiraacute trabajando y desarrollando el proyecto a partir de los conocimientos

propios y de informacioacuten encontrada en internet o gente cercana

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4 MEacuteTODO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS

Una vez llegada a la conclusioacuten de que se va a disentildear una proacutetesis para perros se haraacute una investigacioacuten de los motivos por los que un perro puede perder su extremidad un estudio de la anatomiacutea y la mecaacutenica del perro para saber en queacute le afecta perder una extremidad trasera aacutengulos de las patas traseras que fuerzas actuacutean y los diferentes tamantildeos de perro entre otras caracteriacutesticas Se haraacute una investigacioacuten tambieacuten a los tipos de proacutetesis que existen en personas ya que son las maacutes avanzadas Se nombraraacuten los tipos que existen sus caracteriacutesticas y materiales Despueacutes de tener claro el funcionamiento se realizaraacute un anaacutelisis de mercado centrado en los perros Es de esperar que no haya mucha variedad de productos asiacute que se indagaraacute en otras propuestas para la ausencia de extremidad

41 CAUSAS PARA LA AMPUTACIOacuteN DE EXTREMIDADES

EN PERROS

Muchos perros sufren una amputacioacuten de su extremidad pero pueden llegar a vivir una vida normal a pesar de la cirugiacutea La amputacioacuten de la extremidad requiere una recuperacioacuten de aproximadamente 2 semanas antes de que un perro se acostumbre a la peacuterdida del miembro sea la causa que sea dependiendo de la edad del animal Los motivos maacutes comunes para la peacuterdida de una extremidad suelen ser dos

bull Cuando el perro sufre un accidente donde el miembro dantildeado no tiene posibilidad de recuperacioacuten como cuando los huesos se trituran o los nervios estaacuten dantildeados Las causas de estos accidentes suelen ser por muacuteltiples razones como un atropello una caiacuteda maltratoshellip

bull Enfermedad grave como un tumor La causa de este suele ser caacutencer de huesos (osteosarcoma) que puede ser egresivo y extenderse por todo el cuerpo

bull Necrosis Isqueacutemica que causa oclusioacuten vascular irreparable

bull Osteomielitis croacutenica es una inflamacioacuten de hueso y meacutedula oacutesea causada por

bacterias que forman pus microbacterias u hongos (cochraneorg)

Figura 12 Tumor en extremidad canina Fuente httpwwwucoes

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bull Paraacutelisis o lesiones neuroloacutegicas de magnitud tales como avulsioacuten del plexo

branquial o contractura del cuaacutedriceps (Joseacute Andreacutes Fernaacutendez Sarmiento

20032004)

bull Malformaciones congeacutenitas del miembro implican extremidades faltantes

incompletas supernumerarias o anormalmente desarrolladas presentes en el

nacimiento (msdmanualscom)

Cuando los perros amputados utilizan soacutelo tres patas sufren problemas en la columna vertebral y en la extremidad contralateral a la amputada cosa que tarde o temprano acaba pasando factura muchas veces una proacutetesis puede aliviar estos problemas y evitar que aparezcan problemas mayores en el futuro

42 ANATOMIA CANINA

A continuacioacuten haremos un anaacutelisis de la fisiologiacutea canina para saber doacutende iriacutea la

proacutetesis y las zonas que afectariacutea

Haciendo el anaacutelisis de mercado hemos estado leyendo que la proacutetesis no siempre es

una buena opcioacuten ya que el cuerpo se acostumbra a andar a tres patas y no le afecta

al resto del cuerpo Solo hace falta un poco de tiempo para la recuperacioacuten y que una

vez finalizada esta recuperacioacuten no tendraacuten ninguacuten problema para correr o saltar con

tres patas

Por una parte esta afirmacioacuten no es falsa Un perro se puede recuperar de una

amputacioacuten relativamente raacutepido dependiendo de la edad raza o peso Pero a la larga

pueden desarrollar problemas en los muacutesculos y articulaciones Cuando un canino

pierde una extremidad ellos mismo redistribuyen el peso del cuerpo en las extremidades

restantes y adoptan la posicioacuten maacutes coacutemoda que les sea posible Por ello los huesos y

muacutesculos cambian a una posicioacuten que no es la natural y pueden sufrir desgastes Todo

esto sin hablar de la columna que es la maacutes afectada en este cambio Esto se traduce

en artritis u otros problemas articulares

Figura 13 Zonas afectas por peacuterdida de extremidad trasera Fuente Editado de wwwimaioscom

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Por consiguiente la creacioacuten de una proacutetesis es necesaria para poder evitar todos estos

problemas a la larga

Para la creacioacuten de esta debemos tener en cuenta la forma de la pierna del perro y el

movimiento que realiza al andar

421 BIOMECAacuteNICA CANINA

La biomecaacutenica se define como ciencia y tecnologiacutea de los movimientos que puede

realizar un animal (en nuestro caso un perro) para armonizar sus restricciones

anatoacutemicas Debido a su composicioacuten los huesos antes de romperse experimentan una

deformacioacuten elaacutestica y plaacutestica La resistencia rigidez y absorcioacuten de energiacutea del hueso

dependen de sus propiedades materiales aspectos estructurales y factores mecaacutenicos

Si queremos disentildear una proacutetesis adecuada a las necesidades del animal debemos

conocer los tipos de fuerzas que operan sobre los huesos Teoacutericamente el 60 del

peso corporal del animal cuadruacutepedo corresponde a la parte anterior del animal debido

al peso de la cabeza y el 40 a la posterior

En este proyecto nos centraremos en la articulacioacuten de la rodilla ya que es una zona de

gran movilidad y actuacutean movimientos de flexioacuten y extensioacuten angulacioacuten hacia dentro

angulacioacuten hacia fuera movimiento anteroposterior y rotacioacuten axial Estos movimientos

o grados de libertad estaacuten controlados mediante la restriccioacuten primaria y secundaria

Con la flexioacuten y la extensioacuten de la articulacioacuten de la rodilla hay un movimiento de

rodamiento y deslizamiento de los coacutendilos femorales en relacioacuten con la meseta tibial

Al contrario cuando la articulacioacuten estaacute en extensioacuten hay un movimiento anterior de los

coacutendilos femorales con relacioacuten a la meseta tibia (Piermattei2009)

La mayoriacutea de los perros en posicioacuten vertical tienen un aacutengulo normal en la rodilla de

130ordm a 140ordm grados El liacutemite normal del movimiento es de 110ordm desde los 40ordm de flexioacuten

hasta los 150ordm en plena extensioacuten (Piermattei2009 Koumlnig y Liebich 2011)

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Estos son los aacutengulos que nuestra proacutetesis tendraacute que recrear o al menos acercarse

para que el perro pueda adaptarse lo mejor posible

Otro aspecto a tener en cuenta es la fuerza que se ejerce en esta zona Para ello vamos

a analizar al pastor alemaacuten ya que aparte de ser una de las razas de perro maacutes

populares este estudio de inercias se podriacutea aplicar a otras razas similares

Utilizando la masa corporal total y el modelo geomeacutetrico se pueden desarrollar 11

ecuaciones de regresioacuten para predecir las masas de segmento de las cuales nosotros

analizaremos especiacuteficamente tres que son las que forman la extremidad trasera

Figura 15 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Figura 14 Aacutengulos de la rodilla cuando corre y cuando estaacute en posicioacuten vertical Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

25

Figura 16 Fuerzas que actuacutean en el perro Fuente journalsplosorg

Tabla 1 Fuerzas que ejercen los perros (1) Fuente journalsplosorg

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

26

Estas tres ecuaciones estaacuten situadas en Pes Crus y Thigh que equivalen a la pata

trasera metatarso y muslo Se deberaacuten sumar ya que son la zona donde iriacutea la proacutetesis

y que resistiraacuten las fuerzas

Tabla 3 Masas de un segmento respecto a la masa total Fuente journalsplosorg

Tabla 2 Fuerzas que ejercen los perros (2) Fuente journalsplosorg

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

27

Ademaacutes disponemos de una tabla donde encontramos el segmento de masa respecto al total de esta la densidad y el volumen de las zonas Aquiacute tambieacuten utilizaremos las casillas de pata trasera metatarso y muslo Tendremos esta tabla para la masa total que deberiacutea de tener la proacutetesis reparticioacuten de las masas y el espacioacute de tendriacutean que ocupar

422 TAMANtildeOS DE LOS PERROS

Como la mayoriacutea de poblacioacuten sabe existe una gran variedad de razas de perros y esto conlleva a que haya a la vez una gran variedad de tamantildeos de caninos aparte de todas las mezclas que se han creado a lo largo de los antildeos variando auacuten maacutes las medidas A continuacioacuten mostraremos una tabla con los tamantildeos que nos interesan de los perros

Enanos Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura (mm) 160-240 240-350 350-520 520-620 620-680

Anchura (cm) 90-150 140-260 160-310 260-400 260-400

Masa (kg) 2-5 5-14 14-25 25-50 30-50

Tabla 4 Masas densidades y voluacutemenes Fuente journalsplosorg

Tabla 5 Medias y pesos de toda la variedad de perros Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

28

Como se puede observar se ha antildeadido una fila de las masas dependiendo de los distintos tamantildeos para saber coacutemo actuaran las fuerzas y poder hacer una aproximacioacuten partiendo de las tablas anteriores Tambieacuten se han puesto como un meacutetodo para separar las distintas clases de perros Se han dividido las medidas de los perros en cinco columnas

bull Perros enanos entre los perros que pesan menos de 5 kg En este grupo pertenecen razas como Chihuahua Pekineacutes o Yorkshire Terrier

bull Perros pequentildeos entre los perros que pesan entre 5 y 14 kg En este grupo pertenecen razas como Bull dog franceacutes Shiba Inu o Pug Carlino

bull Perros medianos entre los perros que pesan entre 14 y 25 kg En este grupo pertenecen razas como Daacutelmata Boacutexer o Husky Siberiano

bull Perros grandes entre los perros que pesan entre 25 y 50 kg En este grupo pertenecen razas como Doberman Pastor Alemaacuten o Labrador

bull Perros gigantes entre los perros que pesan maacutes de 50 kg En este grupo pertenecen razas como San Bernardo Mastiacuten Ingleacutes o Gran Daneacutes

La anchura se utilizaraacute para tener en cuenta la forma de la proacutetesis que disentildearemos dependiendo de la raza del perro

43 PROacuteTESIS

La proacutetesis es una extensioacuten artificial que reemplaza un oacutergano una pieza o un miembro

del cuerpo Esto puede ser consecuencia de una enfermedad que deteriorara partes del

cuerpo crecimiento alterado de la articulacioacuten un accidente o sea necesario la

extirpacioacuten de ciertas partes del cuerpo que contiene caacutencer que podriacutea crecer y

propagarse Las proacutetesis se pueden separar en dos grandes grupos las exoproacutetesis

(proacutetesis externa) y las endoproacutetesis (proacutetesis internas)

Al final se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber dependiendo de coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o si se pueden complementar para cumplir mejor la funcionalidad

Figura 17 Medias de un perro para guiar en la tabla Fuente Editada de wwwimaioscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

29

431 EXOPROacuteTESIS

Las que se usan por fuera del cuerpo y pueden quitarse o ponerse Estas pueden ser

proacutetesis dentales de extremidad etc

Este tipo de proacutetesis se unen al muntildeoacuten mayoritariamente por encaje donde se crea un

molde de la zona amputada y se disentildea la proacutetesis a partir de ahiacute Tambieacuten se le puede

antildeadir un sistema de vaciacuteo dinaacutemico donde el usuario al colocase su encaje se conecta

de forma magneacutetica el liner y el pistoacuten creando un espacio al vaciacuteo que conecta la

proacutetesis Otra alternativa es la utilizacioacuten de arneses unidos a la pierna para asegurar

maacutes la fijacioacuten

432 ENDOPROacuteTESIS

Las que son implantadas por intervencioacuten quiruacutergica y no se pueden extraer

Normalmente suele colocarse en oacuterganos o huesos La proacutetesis que se pueden fijar al

hueso se puede hacer de diferentes formas

bull Con tornillos bull Con anclajes especiales con doble cuacutepula que se expande bull Con cemento Con o sin antibioacutetico Se trata de un pegamento especial que endurece mediante una reaccioacuten quiacutemica que genera calor Se debe colocar en una superficie limpia y seca

433 MATERIALES PARA LAS PROacuteTESIS

Los materiales que se utilizan para el disentildeo de las proacutetesis son un aspecto de mucha importancia ya que tienen que ser resistentes a los golpes ligeros combinar materiales ligueros con riacutegidos etc Los que se escogen uacuteltimamente son los siguientes bull Polietileno Que hace de acolchado entre los diferentes componentes bull Ceraacutemica Se utiliza para las zonas de articulacioacuten ya que es un material que se

Figura 18 Funcionamiento de proacutetesis al vaciacuteo Fuente wwwyoutubecom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

30

gasta poco con el roce bull Algunos metales ligeros como puede ser aluminio o titanio bull Se estaacute implementando fibra de carbono por si gran resistencia y maleabilidad

434 PROacuteTESIS Y OacuteRTESIS

Se haraacute una comparacioacuten de estos tipos de dispositivos para saber coacutemo funcionan las caracteriacutesticas los materiales y si actuacutean por separado o pueden juntarse para cumplir mejor la funcionalidad Una oacutertesis es un apoyo u otro dispositivo externo aplicado al cuerpo para modificar los

aspectos funcionales o estructurales del cuerpo

A menudo confundimos estos dos conceptos pero no son lo mismo La diferencia

principal entre las dos terminologiacuteas es que la oacutertesis no sustituye total ni parcialmente

a un miembro en cambio la proacutetesis siacute Tambieacuten la otra caracteriacutestica principal es que

la oacutertesis sirve para la rehabilitacioacuten de diversas enfermedades o para mejorar la

funcionalidad de la zona afectada y la proacutetesis sin embargo la sustituye totalmente

44 ESTUDIO DE MERCADO

En el estudio de mercado haremos una buacutesqueda de empresas que se dediquen a vender proacutetesis disentildeadas exclusivamente para perro Despueacutes de esta buacutesqueda analizaremos los datos obtenidos por tal de implementar una matriz estrateacutegica para posicionarnos en el mercado

441 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOCANIS

Fabricado en polipropileno y materiales de ortopedia modernos Totalmente hecho a

medida Esto quiere decir que el modelo puede presentar variaciones al que se muestra

en la imagen 1 A parte la proacutetesis requiere un tiempo de adaptacioacuten

Precio 49091 euro

Figura 19 Proacutetesis de Ortocanis Fuente ortocaniscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

31

442 PROacuteTESIS DE MIEMBRO POSTERIOR DE ORTOPEDIA

CANINA

Las proacutetesis de ortopediacaninacom estaacuten fabricadas y disentildeadas en Espantildea por Toni

Ramon director teacutecnico pionero en fisioterapia y la rehabilitacioacuten de perros en Espantildea

Eacutel mismo se encarga de adaptar la proacutetesis Esta proacutetesis con maacutes eacutexito suele ser la de

miembro anterior o posterior con amputaciones bajas por debajo de carpo La de

miembro maacutes alta es maacutes compleja y hay que recompensar al perro cuando la utiliza

correctamente

443 BETA IMPLANTS

Beta Implants es una compantildeiacutea gallega liacuteder en Espantildea con sus proacutetesis en animales

con maacutes de 4000 proacutetesis disentildeadas Su punto fuerte es que abarcan toda la cadena de

valor y hacen productos innovadores a la carta en menos de 48h

Esta empresa se encarga de disentildear y fabricar los implantes Por ello pueden

proporcionar piezas con disentildeos personalizados Tiene un equipo con maacutes de 10 antildeos

de experiencia en asesoramiento biomecaacutenico y disentildeo de implantes Para crear estos

disentildeos BETA Implants usa impresoras 3D y a partir de un TAC O RM puede saber

queacute tipo de correcciones necesita la deformacioacuten

Precio 76450 euro

Figura 21 Disentildeo de implante Fuente wwwbetaimplantscom

Figura 20 Proacutetesis de Ortopediacanina Fuente ortopediacaninacom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

32

444 PROacuteTESIS ECOLOacuteGICA

La paacutegina web lsquoEcoInventosrsquo nos ha dado a conocer una proacutetesis canina en 3D de bajo

coste y materiales reciclados desarrollada por los hermanos Daniel e Ivaacuten Lobato

arquitecto y ambientoacutelogo

Se trata de un dispositivo creado a partir de envases reciclados como podriacutea ser de un

limpiacristales y un guantelete basado en las proacutetesis deportivas para absorber

impactos y la transpirabilidad Aunque ahora mismo es un prototipo la intencioacuten es la

elaboracioacuten de tutoriales y planos de libre acceso para que centros de ONG con este

tipo de casos puedan producir de forma gratuita las proacutetesis en sus propias

instalaciones

445 ALTERNATIVAS A LAS PROacuteTESIS

Seguacuten paacuteginas web como juegacontuperrocom o artiacuteculos publicados como ldquoLa

sorprendente recuperacioacuten de los perros con tres patasrdquo de El Paiacutes afirman que si una

mascota tiene tres patas esto no resulta un defecto en siacute Que muchas mascotas son

felices con tres patas y que las limitaciones son miacutenimas

Proponen soluciones y accesorios para facilitar sus vidas sin tener que recurrir a una

proacutetesis

bull Arneacutes de soporte

Arneacutes de apoyo multiuso recomendado para perros de tres patas Disentildeado para que el

ldquoduentildeoardquo le ayude a subir o bajar escaleras entrar o salir del vehiacuteculo o ayuda adicional

cuando sea necesario A parte proporciona al perro una forma conveniente y segura de

mejorar la movilidad

Figura 22 Sentildeor Proacutetesis a partir de un bote limpiacristales Fuente wwwecoinventoscom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

33

Algunas ofrecen proteccioacuten adicional para el pecho y vientre antildeadiendo estabilidad al

arneacutes Tambieacuten hay arneses disentildeados para la escalada deportiva que proporciona un

soporte directo para la cadera mediante unos lazos acolchados para las piernas

bull Sillas de ruedas

Hay perros a los que aparte de tener tres patas tienen problemas de fuerza en estas o

se les cansan muy raacutepido Esto se debe a que por su peso o su edad tener tres

extremidades les resulta insuficiente para mantener su diacutea a diacutea Para ello una solucioacuten

bastante acertada seria la utilizacioacuten de una silla de ruedas adaptada

Con esta silla de ruedas el canino reduce el esfuerzo ya que la pata amputada estaacute

sujeta junto a la que tiene a su lado y asiacute solo tiene que utilizar las dos de adelante o las

dos de atraacutes Este producto estaacute pensado para perros de movilidad reducida para que

el animal tenga maacutes autonomiacutea evitar peacuterdida de masa muscular la anquilosis por

desuso prolongado y evitar uacutelceras en la piel debido al apoyo permanente en la cama o

en el suelo

bull Chalecos salvavidas

Para un perro de tres extremidades uno de los mejores ejercicios que puede realizar

para mantener una buena musculatura sin sufrir lesiones es la natacioacuten El peligro que

Figura 23 Perro con arneacutes de soporte Fuente tucothetripawd de Instagram

Figura 24 Perro con silla de ruedas Fuente wwwdoogwebes

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

34

corren estas mascotas es la probabilidad de ahogarse por su falta de extremidad Por

ello una buena opcioacuten es crear chalecos salvavidas parecidos a un arneacutes de soporte

bull Calcetines antiderrapante para perros

Este tipo de calcetines proporcionan adherencia a la extremidad que tiene que soportar

maacutes fuerzas en superficies resbaladizas Tambieacuten protege la pata de las rozaduras la

abrasioacuten el pavimento caliente la nieve y el hielo

446 MATRIZ ESTRATEacuteGICA LAS 5 FUERZAS DE PORTER

Es un modelo creado por Michael Porter en 1987 en el cual se describen cinco fuerzas que influencian en las estrategias competitivas de una empresa y que determinan las consecuencias de rentabilidad a largo termino den un segmento en el mercado Estos cinco aspectos a tener en cuenta son los siguiente

bull Amenaza de nuevos competidores Muy alta Al ser un mercado tan nuevo es muy probable que surjan nuevos competidores con nuevos disentildeos que proporcionen mayor funcionalidad y menor precio comparado con los actuales

bull Rivalidad entre competidores existentes Media Nuestro producto se enfrenta a pocos competidores pero estos estaacuten bien

Figura 25 Esquema de las 5 fuerzas de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

35

posicionados o tienen un buen reconocimiento por sus productos

bull Poder de negociacioacuten de los proveedores Alta Al empezar siendo una empresa pequentildea nuestro capital no seraacute muy elevado y por lo tanto la mejor forma de obtener beneficios a corto plazo seria negociar con los proveedores y que nosotros tengamos que montar la proacutetesis simplemente Por esta razoacuten hacer un bueno trato con los proveedores puede ser crucial para que la proacutetesis pueda producirse

bull Poder de negociacioacuten de los clientes Media El producto que se ofrece tiene la intencioacuten de ser los maacutes econoacutemico posible y que se pueda personalizar para que sea uacutenico para su perro A parte estaacute pensado para que se pueda montar con facilidad para limpiarlo y que se hagan un mantenimiento cada cierto tiempo

bull Amenaza de productos y servicios de sustitucioacuten Alta Por la falta de productos y los precios tan elevados hacen que el cliente busque una alternativa al problema de su mascota A demaacutes si sumamos que en algunas paacuteginas web dicen que un perro con tres patas puede realizar una vida normal (cuando a largo plazo pueden desarrollar problemas en la espada y en el resto de extremidades) hacen que el cliente le quite importancia y prefieran un producto alternativo o simplemente nada

447 MATRIZ DE CRECIMIENTO DE PORTER

Una vez realizadas las 5 Fuerzas de Porter haremos la matriz de crecimiento de Porter donde propone tres estrategias geneacutericas describiendo los diferentes rumbos que puede tomar la empresa para mejorar el cumplimiento y posicionarnos mejor delante de los competidores Estas tres estrategias son la liberacioacuten en el coste diferenciacioacuten y el enfoque por segmentacioacuten

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

36

45 CONCLUSOacuteN DE ESTUDIOS PREVIOS

Una vez realizado el anaacutelisis anatoacutemico del animal hemos llegado a la conclusioacuten de que vamos a tener que crear muchos modelos o crear una forma de adaptar los tamantildeos de nuestra proacutetesis para la mayoriacutea de alturas de patas traseras de las muchas razas que hay de perro Por lo tanto para tener una guiacutea aproximada de los perros a los que tendremos que adaptarnos hemos creiacutedo necesario dividirlo en tres grupos

bull Perros domeacutesticos de tamantildeo medio Serian el resto de perros de peso y alturas a la que nuestra proacutetesis estaacute disentildeada y

que pueden tener problemas en las extremidades por accidentes o enfermedades

Ortopegravediacaninacom

Figura 26 Matriz de crecimiento de Porter Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

37

bull Perros domeacutesticos de tamantildeo grande Los perros de raza grande son parte importante de a la que tenemos que dirigirnos porque la proacutetesis deberaacute estar preparada para soportar las fuerzas y el peso de estos animales

bull Perros con profesiones peligrosas

En nuestra sociedad existen trabajos que una persona no los puede realizar tan bien como la hariacutea un canino ya sea por su gran olfato su tamantildeo o su rapidez Estas profesiones pueden ser perros entrenados para ser policiacutea soldado o cazadores Por ello cuando un perro realiza este tipo de trabajo pueden estar expuestos a sufrir accidentes

En este proyecto nos centraremos en las proacutetesis externas concretamente en las que

estaacuten enfocadas en las extremidades pero no descartaremos los otros tipos de proacutetesis

u oacutertesis para la buacutesqueda de materiales o mecanismos que nos puedan ayudar a

disentildear nuestra proacutetesis

En el anaacutelisis de mercado no hemos encontrado praacutecticamente productos

estandarizados a la venta solo dos y muy caros El resto han sido proyectos sin aacutenimo

de lucro o empresas privadas que no dan datos sobre sus productos o precios Tambieacuten

se ha decido disentildear una proacutetesis para extremidad trasera ya que los dos productos

encontrados eran de extremidad delantera A demaacutes a la extremidad trasera al ser maacutes

compleja se podraacute desarrollar mejor el trabajo

Figura 27 Perro con amputacioacuten de tamantildeo medio Fuente wwwortocaniscom

Figura 28 Perro de tamantildeo grande Fuente wwwortocaniscom

Figura 29 Perro policiacutea Fuente wwwrexpetcarecom

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

38

Esta falta de mercado por un lado es buena ya que es un mercado muy nuevo es

relativamente faacutecil si presentamos un buen producto que podamos triunfar y seamos

conocidos

Por otro lado tenemos una dificultad por este mismo motivo debido a que no tenemos

ninguacuten ejemplo ni ninguacuten camino a seguir para guiarnos y posicionar el producto Asiacute

que deberemos de ir probando meacutetodos y estrategias para irnos posicionando en el

mercado

Por esta falta de mercado no hemos podido encontrar en ninguna base de datos

informacioacuten que nos muestre en queacute paiacutes hay maacutes proacutetesis cuantos ingresos genera

cual es el precio medio

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

39

5 BRIEFING

En el apartado anterior se ha realizado una fase de exploracioacuten para saber a queacute problemas nos enfrentamos y coacutemo estaacute el mercado definiendo algunos factores clave del proyecto En esta parte del trabajo se daraacuten las pautas generales con las que se desarrollaraacuten las bases para poder empezar a planificar y ejecutar el proyecto

511 FRASE DE UTILIDAD Y STORYBOARD

Proacutetesis para caninos con medida regulable adaptable a las necesidades de la extremidad amputada faacutecil e intuitiva para desmontar y limpiarhellip

Tabla 6 Separacioacuten de sujeto verbo y predicado para crear frase de utilidad Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 30 Fases del briefing Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

40

A continuacioacuten analizaremos el meacutetodo de uso de un precedente de nuestro producto con un storyboard Para poner en contexto el proyecto nos pondremos en la piel de un lsquoduentildeorsquo que tiene como mascota un perro el cual pierde su extremidad trasera al ser golpeado por un camioacuten

Figura 31 Storyboard del problema de perder una extremidad

Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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512 ANAacuteLISIS DEL USUARIO

bull Cadena de usuario

Elementos de la cadena Evaluacioacuten Justificacioacuten

Transportista Menor Solo se encarga del transporte y no interactuacutea con el producto

Empleados tienda Menor Poco frecuente

Veterinario Mayor Encargado de adaptar la proacutetesis a la mascota y de su mantenimiento

Mascota Criacutetico Es quien llevaraacute la proacutetesis

ldquoDuentildeordquo del animal Mayor Quien estaraacute a cargo de mantener la proacutetesis en buen estado

bull Perro

Caracteriacutesticas diferenciales Evaluacioacuten Justificacioacuten

Fiacutesicas -PesoTalla -Edad -Tipo de lesioacuten

Mayor

Mayor

Mayor

Dependiendo de estos factores la proacutetesis deberaacute adaptarse

Cuanto mayor de edad es la

mascota maacutes tiempo de adaptacioacuten y de aceptacioacuten a la

proacutetesis

Dependiendo de la lesioacuten habraacute que adaptar la proacutetesis

Culturales -Variaciones de modelo -Diferentes razas de perro

Mayor

Mayor

Por las necesidades de la mascota hay que ir adaptando el

modelo

Dependiendo de la raza el tamantildeo del perro varia y la forma

de la extremidad tambieacuten

Contexto y lugar de uso Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Agua cerca -Calentamiento

Criacutetico

Mayor

Seguridad para la mascota y para la proacutetesis en siacute ya que tendraacute

componentes de metal y plaacutestico que se pueden dantildear

Dilatacioacuten de los materiales y los

efectos que puede tener en la unioacuten de la proacutetesis con la

Tabla 7 Todas las personas que participan en el producto una vez fabricado Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

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-Exceso de suciedad -Seguridad con los elementos metaacutelicos -Resistencia de los materiales

Mayor

Criacutetico

Criacutetico

extremidad

Mantenimiento y limpieza de los componentes de proacutetesis Debe

de ser faacutecil de limpiar

Asegurarse de que los elementos metaacutelicos no provoquen lesiones

a la mascota

Los materiales y los movimientos de la proacutetesis tienen que aguantar

el estilo de vida de la mascota

Secuencia de operaciones Evaluacioacuten Justificacioacuten

-Llevar el perro para tomar las medidas de la extremidad amputada -Escanear la zona afectada y las medidas del perro -Seleccionar de la proacutetesis medidas para el encaje y la altura del perro -Colocar la proacutetesis en la extremidad amputada ajustando con las correas -Entrenamientos con el perro para que se adapte a su nueva extremidad -Mantenimiento y limpieza de la proacutetesis

Menor

Criacutetico

Mayor

Mayor

Criacutetico

Mayor

El duentildeo del perro solo tiene que transportarlo

Dependeraacute de ello la funcionalidad de la proacutetesis

Es importante pero con los

estudios hechos anteriormente no deberiacutea haber mucha

complicacioacuten

Variacutea la funcionalidad dependiendo de lo bien que se

ajuste

Nos diraacute si el estudio que hemos realizado se ha hecho bien

Garantizaraacute que la proacutetesis tenga una vida uacutetil larga

Tabla 8 Caracteriacutesticas que puede tener un perro contexto y lugar de utilizacioacuten de proacutetesis y la secuencia de operaciones de una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

43

513 CUADRO FUNCIONAL

FUNCIONES

Proacutetesis

riacutegida

Proacutetesis

ecoloacutegica

Arneacutes de

soporte

Silla de

ruedas

PR

INC

IPA

L

Soporte para que el perro pueda

transportarse de forma autoacutenoma

CR SI SI NO SI

DE

RIV

AD

AS

Respecto al perro

Proteccioacuten a factores externos ME NO NO SI NO

Adaptabilidad raacutepida del perro a la

proacutetesis MA NO NO SI SI

Se hace un escaacutener a la extremidad

amputada para que el dispositivo se

acople lo mejor posible

MA NO NO NO NO

Correccioacuten del movimiento CR SI SI NO SI

Ajustable para diferentes tamantildeos

de perros CR NO NO NO NO

Respecto al ldquoduentildeordquo del perro

Larga vida uacutetil CR SI NO SI SI

Limpieza del dispositivo raacutepida MA SI SI SI NO

Mantenimiento de las piezas MA NO NO NO NO

CO

MP

LE

ME

NT

AR

IAS

Funciones esteacuteticas y sociales

Aspectos esteacuteticos ME SI SI NO NO

Dispositivo socialmente aceptado MA SI NO SI SI

Personalizacioacuten de colores ME NO NO NO NO

Funciones ecoloacutegicas

Respeta el medio ambiente MA NO SI NO NO

ME- Importancia menor MA- Importancia mayor CR- Importancia criacutetica

Tabla 9 Funciones principal derivadas y complementarias que puede tener una proacutetesis

Fuente Elaboracioacuten propia

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

44

514 PRECEDENTES

El precedente que se ha escogido ha sido principalmente la de los corredores paraliacutempicos Nos interesa tener conocimiento sobre proacutetesis para corredores porque deben ser robustas pero tambieacuten ligeras y compactas La proacutetesis tiene que ser capaz de soportar grandes cargas ya que en esta actuacutean mayores fuerzas cuando se corre que cuando se camina Esta es una de las razones principales por la cual nos centraremos en este tipo de proacutetesis ya que los perros tienen una vida activa y hay que tenerlo en cuenta para el disentildeo final Este tipo de proacutetesis tipo flex foot tienen una ballesta de carbono de alta resistencia y muy ligera lo cual proporciona un alto nivel de propulsioacuten y estabilidad para las curvas

Este tipo de proacutetesis tienen una forma de ldquoJrdquo e imitan la accioacuten de la articulacioacuten anatoacutemica del pie y el tobillo La eficacia de esta proacutetesis se debe a que se comprime con el impacto al correr y vuelve a su forma original liberando la energiacutea almacenada y propulsando al corredor hacia delante

515 AGUJEROS Y VENTANAS

Los agujeros que tenemos son los que estaacuten destacados en rojo en la tabla hellip de funciones Encontramos tres en derivadas y una en complementarias de las cuales una es criacutetica otra menor y dos en mayor A partir de estas condiciones realizaremos unas posibles ventanas y las iremos argumentando Hay que dejar claro que como miacutenimo en las ventanas tiene que haber una funcioacuten criacutetica para poder entrar en un mercado donde haya demanda Una ventana donde se puedan resolver los tres puntos hemos visto conveniente la unioacuten de escaacutener la extremidad amputada para que el dispositivo se acople lo mejor posible ajustar la proacutetesis al tamantildeo del perro y la personalizacioacuten de esta y todo se haga en un mismo lugar Esta es una forma raacutepida y sencilla de poder resolver el agujero El otro agujero donde menciona el mantenimiento de la proacutetesis no lo podemos antildeadir directamente a la ventana que tenemos ya que el mantenimiento seraacute a largo plazo y en varias veces y los puntos comentados anteriormente son solo al principio y una sola vez A pesar de ellos creemos que es posible integrarlo indirectamente

Figura 32 corredor paraliacutempico Fuente wwwcooperativacl

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

45

516 CIENCIA Y TECNOLOGIacuteA

Una vez tenemos los puntos criacuteticos claros estructurados y brevemente argumentados

pasamos a la accioacuten convirtiendo las ventanas metafoacutericas en soluciones reales

basadas en la ciencia y tecnologiacutea

A partir de los criterios de seleccioacuten y puntos criacuteticos se puede conseguir una guiacutea ya

bastante clara sobre los puntos maacutes fuertes de nuestro producto donde identificaremos

las cualidades que este pude tener respecto al mercado actual

Como hemos dicho antes esto se podriacutea resolver faacutecilmente si todas estas acciones se

realizan a la vez Cuando el ldquoduentildeordquo del perro venga con eacutel a comprar nuestro producto

podemos escanear la extremidad el peso y proporciones del perro y una vez realizado

elegir los colores que el cliente quiera Para ajustar la proacutetesis al animal el teacutecnico

deberaacute de acudir a unas tablas de medidas donde pueda combinar diferentes tamantildeos

de los componentes

Despueacutes tambieacuten se pueden antildeadir unas medidas de mantenimiento donde el perro con

su duentildeo deberaacute de acudir al lugar donde se ha creado la proacutetesis para comprobar si la

proacutetesis ha sufrido alguna deformacioacuten o dantildeo que se pueda corregir y asiacute garantizar el

buen funcionamiento del producto resolviendo tambieacuten el agujero que teniacuteamos

517 ELECCIOacuteN

Como justificacioacuten principalmente podemos decir que aparte de crear un producto fiable estamos ayudando a que tenga una vida uacutetil lo maacutes larga posible y asiacute a la vez ayudamos al perro a prolongar su estilo de vida con la proacutetesis Ya que el resto de proacutetesis o dispositivos una vez comparados no se pueden llevar ninguacuten sitio si sufren alguacuten dantildeo o si se hace el precio que tiene la reparacioacuten es muy elevada Gracias a un buen planeamiento de los problemas y un buen desarrollo de las soluciones maacutes viables podemos confirmar que la creacioacuten de este producto es posible y viable asiacute como su posterior fabricacioacuten Como es un producto que mejora la calidad de vida del perro queremos hacer hincapieacute en facilitar al usuario la mayoriacutea de aspectos posibles y nos gustariacutea que el precio fuera lo maacutes asequible posible A pesar de ello sabemos que con el servicio que estamos ofreciendo y por ello el precio seraacute un poco elevado Pero aun asiacute nuestra intencioacuten es que sea maacutes asequible que los que hay actualmente en el mercado

Dicho esto podemos afirmar que una vez el usuario adquiera dicho producto encontrara

los siguientes beneficios

middot Una proacutetesis adaptada a la condicione de cada paciente

middot Personalizable para que sea uacutenica

middot Con mantenimiento que garantice si vida uacutetil

Disentildeo de proacutetesis canina de extremidad trasera Gerald Nicolaacutes Friacuteas Zuacutentildeiga

46

Respecto el fabricante encontrara facilidad para construir gracias a nuestro disentildeo

modular diferenciando correctamente cada componente Tambieacuten priorizar la utilizacioacuten

de materiales eco sostenibles y que no afecten a la integridad de la proacutetesis

Para finalizar cabe destacar el beneficio socio-cultural que obtenemos presentando

esta nueva proacutetesis ya que integramos una tecnologiacutea que hasta ahora solo utilizaban

las personas adaptaacutendola para que puedan aprovecharla tambieacuten los perros Esto

generariacutea un cambio culturar demostrando que un perro con una extremidad menos

puede tener una segunda oportunidad y una vida digna

518 TIPO DE DISENtildeO

La optimizacioacuten de la utilidad ofreciendo montaje simple y limpio La funcionalidad que presentamos que se intenta semejar a todos los movimientos y fuerzas que hariacutea una extremidad sana Y el disentildeo esteacutetico atrayente interesante y personalizable hacen que el tipo de disentildeo que presenta nuestro producto sea poeacutetico Para acabar comentaremos algunos aspectos de nuestro disentildeo final

1 Aspecto exterior o esteacutetico donde hemos querido hacer un disentildeo compacto y que se asemeje lo maacuteximo posible a la extremidad sana del perro A parte de la forma tambieacuten queremos ofrecer la oportunidad de antildeadir alguna personalizacioacuten como podriacutea ser el color para que se asemeje maacutes auacuten al animal y que sea uacutenica para eacutel

2 Aspecto interior donde hemos querido utilizar el menor nuacutemero de piezas

posible para que sea simple de montar y de fabricar La proacutetesis se puede separar faacutecilmente en dos bloques la parte flexible que estaraacute en contacto con el terreno y soportaraacute las fuerzas que realice el animal y la parte riacutegida que es la que estaraacute en contacto con la zona amputada y actuara como unioacuten La parte de la guiacutea para ajustar la altura se haraacute con un mecanismo corredera que creemos que seraacute lo maacutes limpio posible

3 Para garantizar que la proacutetesis esteacute lo mejor sujeta hemos pensado que a parte de la unioacuten de la parte dura con la extremidad afectada se pueden antildeadir un tipo de anclajes que vayan sujetos al chaleco que estaacuten empezando a utilizar los perros uacuteltimamente sustituyendo a las correas de cuello que pueden hacer dantildeo al animal

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6 DESARROLLO Y PROPUESTA DEL BRIEFING

En este apartado de desarrollaraacute todo lo que se ha recogido en el briefing creando la proacutetesis con todas sus caracteriacutesticas

61 ESTUDIO DE CONCEPTOS

Para llegar a un disentildeo que pueda ser funcional y competir en el mercado actual se ha empezado con unos bocetos de ideas que se puedan antildeadir al producto final teniendo en cuenta las necesidades que queremos solventar los estudios previos que hemos realizado y lo analizado en el mercado Se van a presentar tres bocetos antes del disentildeo final con algunas caracteriacutesticas y coacutemo se veriacutea el perro con ellas

611 PRIMER BOCETO

El primer boceto se trata de una proacutetesis con un muelle para que pueda impulsar al perro al correr La parte inferior seriacutea de un material flexible para mejorar el movimiento

Figura 33 Primer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

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612 SEGUNDO BOCETO

Este boceto elimina el muelle y lo sustituye por un regulador de altura para ajustarlo a la altura del animal Tambieacuten cuenta con una parte flexible en la parte inferior

613 TERCER BOCETO

Este uacuteltimo boceto cuenta con un regulador diferente al anterior y tiene un disentildeo maacutes robusto La parte flexible es maacutes grande para amortiguar maacutes los movimientos

Figura 35 Tercer boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 34 Segundo boceto con representacioacuten de perro usaacutendola Fuente Elaboracioacuten propia

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62 BOCETO CON EL DISENtildeO FINAL

63 PRIMER DISENtildeO 3D

Con el boceto del disentildeo final propuesto se va a realizar el primer disentildeo 3D Es posible que una vez realizado el disentildeo se tengan que hacer algunas rectificaciones de medidas o mecanismos para que la proacutetesis sea mejor

Figura 36 Bocetos del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 37 Vista isomeacutetrica del disentildeo 3D junto al alzado planta y perfil Fuente Elaboracioacuten propia

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64 CORRECIONES DEL DISENtildeO 3D

Despueacutes de acabar el primer disentildeo 3D nos dimos cuenta de algunos fallos que presentaba Para resolverlos editaremos el disentildeo y se explicaran las correcciones junto a los errores (al lado izquierdo)

641 SEPARAR COMPONENTES DE LA PATA

Esto se debe a que en el primer disentildeo se especificoacute que toda la pata fuera de fibra de carbono Pero se decidioacute separar en dos piezas con dos materiales diferentes Esta tapa se encarga de proteger la fibra de carbono de las cabezas de los tornillos y de dar maacutes recorrido a estos

642 CAMBIO DE DISTANCIAS ENTRE HEMBRAS

Este cambio de distancias entre centros se debe principalmente a que mejoraraacute la sujecioacuten entre la carcasa y la pata y a la vez impediraacute la rotacioacuten lateral

Figura 38 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 39 Diferenciacioacuten de componentes Fuente Elaboracioacuten propia

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643 REDISENtildeO DEL HUECO PARA PONER LA EXTREMIDAD

AMPUTADA

Se ha cambiado la extrusioacuten para que ocupe maacutes y siga el contorno de la carcasa Con este cambio se ahorra material y a la vez hay maacutes hueco para la entrada de la extremidad amputada Tambieacuten se le ha redondeado el fondo para que encaje mejor

644 GUIacuteAS PARA LA PATA

Se han antildeadido unas guiacuteas en los laterales para impedir el giro lateral de la pata Hay un inconveniente el recorrido de la guiacutea es corto y si ajustamos la pata en la zona maacutes baja puede que no sirvan las guiacuteas En el conjunto veremos si funciona

Figura 40 Mejora en la extrusioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 41 Carcasa con guiacutea para la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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645 CAMBIO DEL SISTEMA DE GUIacuteA

Se ha decidido hacer un redisentildeo de las guiacuteas para que haya unos liacutemites y no pasen en banda los tornillos y rompan la tapa superior

646 CREACIOacuteN DE OTRA TAPA

En consecuencia al hacer el redisentildeo de la guiacutea de la pata se ha tenido que crear una tapa inferior ya que al haber un liacutemite en el medio de la guiacutea la tuerca y arandela del tornillo guiacutea que va por debajo no se podiacutea pasar por la nueva guiacutea

Figura 42 Redisentildeo de las guiacuteas Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 43 Creacioacuten de tapa inferior Fuente Elaboracioacuten propia

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647 CAMBIAR LA FORMA DEL CALCETIacuteN

En el primer disentildeo se pretendiacutea que el calcetiacuten envolviera la pata y que la unioacuten se hiciera con calor ya que se pensaba que al ser de goma se uniriacutea mejor Se ha decidido finalmente simplificar la forma y que la unioacuten se haga con un pegamento especial para este tipo de piezas

648 AJUSTAR LA POSICIOacuteN DEL CALCETIacuteN

Como se puede observar en la primera figura el aacutengulo del calcetiacuten estaacute inclinado unos 10ordm cosa que es erroacutenea ya que no puede haber ninguacuten aacutengulo Se ha corregido cambiando el calcetiacuten de lugar colocaacutendolo en el extremo de la pata

649 MEJORA DE SUJECIOacuteN

Para mejorar la sujecioacuten de la proacutetesis se ha optado por antildeadir unas correas de nylon en la zona superior de la pierna del perro La idea es que estas correas de nylon se fijen de tal forma que el perro las note y que a la vez sujeten bien la proacutetesis

Figura 45 Aacutengulo del calcetiacuten en contacto con el suelo Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 44 Mejora del disentildeo del calcetiacuten Fuente Elaboracioacuten propia

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Esta es la combinacioacuten de la posicioacuten de la correa que se ha concluido ya que recorre toda la pata y no molesta al animal Para el interior se ha optado por poner una hebilla para que se pueda adaptar a la anchura de la pata de cada perro

En el primer disentildeo faltoacute poner las entradas para las sujeciones Se ha optado por poner unas entradas de 30x5mm para que todas las sujeciones estaacutendar puedan pasar

65 ESTUDIO ERGONOacuteMICO DE LA PROacuteTESIS

En el estudio ergonoacutemico concretaremos el disentildeo de la forma y la posicioacuten de la proacutetesis para que se asemeje lo maacuteximo posible a la anatomiacutea del perro A parte tambieacuten vemos necesario el estudio ergonoacutemico de la unioacuten de la proacutetesis con la superficie amputada del animal

Figura 47 Sujecioacuten antildeadida Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 46 Sujeciones de la correa Fuente Elaboracioacuten propia

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651 JUSTIFICCIOacuteN DE FORMA

Las extremidades traseras del perro tienen una forma y dimensiones determinadas La intencioacuten del trabajo es que el animal note lo miacutenimo la diferencia entre su extremidad natural y la proacutetesis Por ello hacer un estudio de la forma de la extremidad trasera e intentar que sea lo maacutes parecida a la que se estaacute disentildeando es un factor importante para tener en cuenta Ademaacutes creemos que si se disentildea una proacutetesis que sea lo maacutes parecida a la que ha perdido el animal los duentildeos de la mascota que son los que la van a comprar al fin y al cabo estaraacuten maacutes predispuestos a comprarlo

Empezamos con una aproximacioacuten con la forma de la pata del perro junto a la proacutetesis que se quiere disentildear basada en los corredores paraliacutempicos

Figura 48 Primer boceto de la forma de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Se hacen unos cortes a la altura donde podriacutea tener la amputacioacuten en la pata trasera aproximadamente la altura de la articulacioacuten y el final de la pata En el eje horizontal se toma la medida de la anotacioacuten con el final de la pata tambieacuten Por uacuteltimo se ha establecido el aacutengulo que deberaacute tener la proacutetesis

bull Extremidad del perro

Figura 49 Proporciones de la pata de perro Fuente Elaboracioacuten propia

Distancia desde la amputacioacuten a la rodilla ndash 120mm

Distancia desde la rodilla al suelo ndash 100mm

Aacutengulo de la tibia ndash 20ordm

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Como se puede observar las proporciones de la pata del perro coinciden con las de la proacutetesis incluyendo el aacutengulo que va hasta el centro de la circunferencia Esta forma de la circunferencia es asiacute para facilitar la flexioacuten de la proacutetesis El espesor es de 75mm que se cree que seraacute suficiente para resistir las fuerzas (en el aparado de caacutelculos se terminaraacute de confirmar) El resto de formas curvas es para suavizar los giros y absorberlos mejor El uacutenico problema ha sido que el aacutengulo va variando seguacuten la posicioacuten de la pata Esto significa que dependiendo de la regulacioacuten de la proacutetesis la eficiencia de la proacutetesis iraacute variando

Figura 50 Proporciones de la proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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Por ello se ha decidido cambiar la forma de la carcasa y de la pata para que independientemente de la posicioacuten siempre este a 20ordm

En este nuevo redisentildeo se ha conseguido corregir el error y esteacute donde esteacute la posicioacuten de la carcasa siempre estaraacute a 20ordm y se ha suavizado la curva de la parte de arriba de la pata El nuevo inconveniente es la variacioacuten de 50 mm en el centro de la carcasa respecto a

Figura 51 Variaciones de aacutengulos seguacuten la posicioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 52 Modificacioacuten de aacutengulos Fuente Elaboracioacuten propia

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la punta de la pata en el eje de las X respecto a la de un perro descuadrando completamente la posicioacuten natural de su pata Esto conlleva que la entrada de la carcasa esteacute tambieacuten descentrada al eje del aacutengulo Por uacuteltimo la cantidad de material ha incrementado haciendo la impresioacuten 3D maacutes cara

En esta correccioacuten se ha cambiado el radio de la curvatura de la pata para ajustar el eje de la entrada de la carcasa se ha alargado el final para ajustar a 30mm el eje X y se ha aumentado el grosor para que sea maacutes robusto Tambieacuten se ha reducido material de la carcasa

Figura 53 Modificacioacuten de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

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Como se puede observar la carcasa sigue el mismo aacutengulo de la pata independientemente de la posicioacuten de la carcasa

66 DISENtildeO FINAL

Debido a este reajuste de aacutengulos y de posiciones de algunas piezas ha habido otras que se han tenido que modificar tambieacuten Estas han sido las dos tapas de la carcasa y la tapa de la pata

Figura 54 Representacioacuten de la solucioacuten Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 55 Vistas del disentildeo final Fuente Elaboracioacuten propia

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Los planos 2D de cada pieza y el conjunto estaraacuten en el apartado de anexos para tener una visioacuten maacutes detallada Una vez acabado el disentildeo final se le antildeadiraacuten colores que suelen tener los animales

661 CONTEXTUALIZACIOacuteN

La intencioacuten de poder cambiar los colores de las piezas es para que la proacutetesis se pueda integrar al perro y que parezca una extremidad maacutes

Figura 56 Combinaciones de colores Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 57 Contextualizacioacuten de la proacutetesis con perros de tamantildeo y colores de pelo diferentes Fuente Elaboracioacuten propia

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67 ADAPTACIOacuteN DE LA PROacuteTESIS A PARTIR DEL

ESCANEADO DE LA EXTREMIDAD AFECTADA

El proceso de fabricacioacuten de esta parte pasaraacute por una fase digital primeramente donde

se realizaraacuten una serie de acciones antes de la fabricacioacuten final

1- Se realizaraacute un escaacutener 3D de la zona amputada con un dispositivo de escaneo

Este puede ser el SCANTECH Serie iReal 2E y2S que se caracteriza por tener

una capacidad de captura de texturas en Super-HD de alta precisioacuten nivel de

detalle y a color con 24 bits de reproduccioacuten Cuenta con modos de alineacioacuten

inteligentes Es portaacutetil raacutepido y sencillo de utilizar Soporta impresioacuten 3D

Otra alternativa podriacutea ser 3DS Sense un escaacutener personal que captura objetos

grandes y pequentildeos con un versaacutetil escaneado configuraciones auto

optimizadas para objetos grandes o pequentildeos (en nuestro caso seraacuten maacutes bien

pequentildeos) Se puede editar faacutecilmente con herramientas raacutepidas de recorte

mejorado y solidificacioacuten Prepara los archivos 3D en pocos minutos

2- Para escanear una superficie deberemos tener instalado un programa para

que vaya reconociendo lo que estemos capturando y lo modele Para ello si

utilizamos el escaacutener 3DS Sense con eacutel viene un programa llamado 3D

Systems Sense que lo realiza En este programa podemos borrar zonas que no

hayan salido bien o recortar para acotar el escaneo Tambieacuten tenemos la

opcioacuten de solidificar para rellenar espacios que no se han escaneado

Figura 59 escagravener 3DS Sense Fuente wwwgrupoabstractcom

Figura 58 escagravener SCANTECH Fuente wwwgrupoabstractcom

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Una vez tenemos nuestro escaneo ya terminado este programa nos lo va

generar como archivo obj

3- Una vez tenemos el archivo hay que abrirlo con Autodesk Meshmixer un software libre de disentildeo 3D orientado a disentildeos soacutelidos 3D haciendo uso de mallas triangulares Este software nos permite trabajar con el escaneado eliminando imperfecciones maacutes detalladamente y cambiar un poco la forma Una vez acabado el archivo saldraacute como stl

4- Cuando este archivo esteacute acabado se juntaraacute al resto de la proacutetesis con dimensiones estandarizadas en el software Fusioacuten 360 que trabaja en la nube y permite trabajar con proyectos 3D complejos

5- Para extraer los planos a partir del modelado 3D utilizaremos Siemens Solid Edge ST10 un programa de disentildeo asistido por ordenador Hay que antildeadir que aparte de extraer los planos tambieacuten crearemos desde 0 el resto de la proacutetesis con este programa

6- Para saber coacutemo quedaraacute la proacutetesis con exactitud utilizaremos Keyshot un software unido a Solid Edge creado para renderizar los modelos en 3D con una alta calidad de imagen con un trabajo sencillo Una vez acabado se le podraacute ensentildear al cliente el producto con el escaacutener realizado y se podraacute personalizar con los colores que el cliente desee De este proceso se podraacuten extraer archivos jpeg o png

Una vez tengamos el escaacutener se deberaacute utilizar Ultimaker Cura una aplicacioacuten para poder imprimirlo en cualquier impresora 3D y estaacute encargado de crear las capas de impresioacuten de soacutelido deseado a partir de los paraacutemetros de impresioacuten que hayamos introducido Por defecto el programa imprime en escala 11 que nos va bien para lo que queremos hacer Si pasamos al tema de la impresora 3D la mejor opcioacuten es Original Prusa I3 MK3S considerada una de las mejores del mercado Las caracteriacutesticas que se necesitan para imprimir la proacutetesis y que cumple son

bull Una muy buena precisioacuten a la hora de imprimir gracias a sensores y componentes complejos

bull Un gran volumen de impresioacuten ndash 11025cm^3 (25 x 21 x 21 cm)

bull Capacidad de imprimir muacuteltiples materiales

Figura 60 Impresora Original Prusa I3 MK3S Fuente shopprusa3dcom

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68 DIMENSIONADO DE LA PROPUESTA

Como hemos podido observar en el apartado 42Anatomiacutea Canina hay una variedad muy grande de razas de perros Esto conlleva que hay unas alturas de perros diferentes y tambieacuten de tamantildeos de patas Por ello la opcioacuten que creemos maacutes sensata seraacute la de crear unas tablas de medidas donde se puedan combinar diferentes tamantildeos de proacutetesis para praacutecticamente cualquier perro Los componentes que variaraacuten de tamantildeo seraacuten la pata y la profundidad y el diaacutemetro de la carcasa

Pequentildeos Medianos Grandes Gigantes

Altura de Pata (mm) 100 150 190 230

Diaacutemetro (mm) A B C

Profundidad (mm) 1 2 3

El objetivo de la elaboracioacuten de estas tablas es la posibilidad de poder adaptar lo mejor posible la proacutetesis al animal sin tener que crear piezas uacutenicamente para un perro sino que se puedan combinar estas medidas y ahorrar trabajo al que las monta

681 ALTURA DE LA PATA

La estructura de la pata variaraacute en dos componentes la altura y la anchura Para saber cuaacutel es la que se necesita solo se tendraacute en cuenta la altura y partir de esta iraacute acompantildeada la anchura La anchura de la pata variacutea ya que dependiendo del tamantildeo del perro esta variaraacute tambieacuten A continuacioacuten se mostraraacuten unas medidas que iraacuten en concordancia a una tabla de medidas de las patas de perro

Tabla 10 Dimensiones que puede tener el producto Fuente Elaboracioacuten propia

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La tabla que hemos hallado nos ofrece ocho tamantildeos de patas diferentes pero como nosotros solo vamos a hacer 4 modelos se han escogido el tamantildeo 2 4 6 y 7 Una vez analizada la tabla se pueden crear los modelos definitivos con la altura y la anchura adecuada para que se adapte mejor al animal

bull Perros pequentildeos ndash Altura 100mm Ancho 30mm

bull Perros medianos ndash Altura 150mm Ancho 40mm

bull Perros grandes ndash Altura 190mm Ancho 50mm

bull Perros gigantes ndash Altura 230mm Ancho 60mm

Tabla 11 Tamantildeos de la pata del perro (Longitud y ancho) Fuente wwwzoobioes

Figura 61 Modelo de pata con altura y ancho Fuente Elaboracioacuten propia

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682 DIAacuteMETRO DE LA CARCASA

El diaacutemetro de la carcasa tambieacuten variaraacute como en el apartado anterior seguacuten el tamantildeo del perro ya que el diaacutemetro de la pata va variando dependiendo de su tamantildeo Pero en este caso no habraacute cuatro escalas sino tres debido a que la variacioacuten de tamantildeos no es tan grande como la de la pata Los dos paraacutemetros que tendremos en cuenta para estas variables seraacuten el radio y el ancho Las demaacutes medidas variaraacuten respecto a estos dos paraacutemetros

bull Modelo A ndash Radio 25mm Ancho 8mm

bull Modelo B ndash Radio 30mm Ancho 10mm

bull Modelo C ndash Radio 35mm Ancho 12mm

bull

683 PROFUNDIDAD DE LA ENTRADA DE LA PROacuteTESIS

Al contrario de los apartados anteriores la profundidad en la entrada de la proacutetesis variaraacute en base a la lesioacuten que haya tenido y a queacute altura de la pata haya sido la amputacioacuten Esta variante tendra tres modelos y se complementaraacute con el molde 3D de la pata ya que en esa pieza tambieacuten se podraacute variar la altura

bull Modelo 1 ndash Profundidad 50mm

bull Modelo 2 ndash Profundidad 75mm

bull Modelo 3 ndash Profundidad 100mm

Figura 62 Modelo de carcasa con radio y ancho

Fuente Elaboracioacuten propia

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69 DEFINICIOacuteN DE COMPONENTES

Los componentes que se han seleccionado para el producto final se ha procurado que sean lo maacutes simples y miacutenimos posibles Esto se debe a que mientras maacutes componentes o piezas complejas tenga la proacutetesis es maacutes faacutecil que se pueda romper Por otro lado queremos que el usuario que se encargue del mantenimiento o limpieza de la proacutetesis haga el miacutenimo esfuerzo y que no haya la posibilidad de que se equivoque en el momento de montar la proacutetesis Por estar razones las piezas se pueden separar en tres grupos que a continuacioacuten analizaremos

691 PARTE INTERNA

La parte interna principalmente estaacute compuesta por la pieza que hemos creado en la impresora 3D que en el estudio ergonoacutemico se ha explicado Este componente se encarga de unir la parte amputada con la proacutetesis

Figura 63 Modelo de carcasa con profundidad Fuente Elaboracioacuten propia

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Este componente estaraacute unido a la vez con la parte externa mediante un tornillo que iraacute variando su longitud seguacuten el tipo de proacutetesis

692 PARTE EXTERNA

La parte externa es una carcasa donde va introducida la parte interna Este componente se encarga de proteger la extremidad amputada de golpes tendraacute anclajes en los laterales para colocar sujeciones externas que rodearaacuten el cuerpo del animal y tambieacuten tendraacute integrada la guiacutea para regular la altura

La carcasa estaraacute compuesta por tres piezas la carcasa en siacute y dos tapas que iraacuten en cada extremo de la guiacutea para que no entre suciedad en ella y que las tuercas y arandelas no se salgan si los tornillos se sueltan

Figura 65 Conjunto de piezas de la carcasa Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 64 Modelo del escaneado 3D con un corte para ver el interior Fuente Elaboracioacuten propia

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693 PARTE QUE REALIZA EL MOVIMIENTO

Este conjunto de piezas son las que se encargan de absorber la fuerza que realiza el perro al andar o correr Esta fuerza elaacutestica es la que ayuda a impulsar al perro y se asemeja a la que hariacutea su pata normal

Este conjunto estaacute formado por la pata en siacute una tapa que protege da maacutes recorrido a la unioacuten y hace que no ocupe tanto recorrido en la carcasa y un calcetiacuten que actuacutea como aislante de la pata para que el perro tenga maacutes friccioacuten

694 UNIONES

Las uniones de los componentes se haraacuten a partir de tornillos tuercas y arandelas menos en la unioacuten del calcetiacuten y la pata que ya explicaremos en el apartado 6104 Material del calcetiacuten Los tornillos tienen una calidad 8 8 que significa que tienen una dureza (resistencia de tensioacuten) de 800 MPa y una tenacidad (resistencia de tensioacuten) del 80

bull La unioacuten de la pata con la carcasa se haraacute con dos tornillos guiacuteas ISO 7379 M6

Figura 66 Conjunto de piezas de la para Fuente Elaboracioacuten propia

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bull Estos tornillos utilizaraacuten tuercas DIN-934 M6 y arandelas DIN-125 M6 para asegurar el anclaje de la pata a la carcasa

Tabla 12 Medidas del tornillo guiacutea Fuente wwwelesa-ganteres

Tabla 13 Medidas de la tuerca Fuente wwwtornilleriarechecom

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bull Para unir las tapas a la carcasa y el adaptador a la carcasa se utilizaraacuten dos tornillos M4 Allen cabeza ciliacutendrica DIN-912

Tabla 14 Medidas de la arandela Fuente desaes

Tabla 15 Medidas de la arandela Fuente entabanes

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610 SELECCIOacuteN DE MATERIALES

Para la eleccioacuten de los materiales de nuestra proacutetesis se haraacute un estudio donde se tendraacuten en cuentas diferentes puntos que debe cumplir por tal de cubrir las necesidades baacutesicas del producto Estas son

bull Soportar el peso del perro cuando estaacute de pie o haciendo alguacuten ejercicio

bull Resistente a los golpes

bull Coste econoacutemico

bull Adecuado para la impresioacuten 3D

bull Que cumpla propiedades mecaacutenicas en algunas piezas Para la seleccioacuten de determinados materiales vamos a utilizar el programa CES EduPack un software de materiales que proporciona una base de datos integral de informacioacuten sobre los materiales y procesos

6101 MATERIAL DE LA PIEZA ESCANEADA EN 3D

De todos los materiales que una impresora 3D puede imprimir se ha decidido que el mejor material seriacutea el elastoacutemero termoplaacutestico o TPE que combina el termoplaacutestico y elastoacutemero ofreciendo unas propiedades idoacuteneas para lo que queremos imprimir Las ventajas que maacutes interesan son

bull Amortiguacioacuten que ofrece a los impactos que ayudaraacute a suavizar los impactos que reciba cuando el perro camine o realice alguna actividad

bull Gran resistencia a rotura por fatiga que nos garantiza la durabilidad del material ya que tendraacute que soportar fatiga cuando el animal lleve puesta la proacutetesis

bull Capacidad de estiramientos moderados y la recuperacioacuten de su forma daraacute un margen de error a escaneado 3D por si no es exacto y el material se podraacute moldear a la forma de la pata

bull Material reciclable

bull Material muy suave que proporcionaraacute comodidad al animal y que se adapte mejor a la proacutetesis

Las desventajas que tiene no afectaran a lo que esta se quiere hacer Estas son poca resistencia a los agentes quiacutemicos y al calor peacuterdida de elasticidad si se funden a temperaturas por encima de las establecidos y peacuterdida de elasticidad conforme el uso El tipo de TPE ideal seraacute el 55 SHORE-A pero no hay filamentos para la impresora 3D Por ello la mejor opcioacuten es Flex X-920 Sakata 3D muy recomendado para aplicaciones que requieran una alta capacidad de absorcioacuten de impactos

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6102 MATERIAL DE LA CARCASA

Para encontrar un material que asegure el funcionamiento de la carcasa se haraacuten dos estudios El primero es buscar un material que tenga un coste bajo y tenga una cierta resistencia a la traccioacuten ya que es una pieza que sufre mucho este tipo de fuerzas Tambieacuten se tendraacute en cuenta que el material se pueda utilizar para hacer una impresioacuten en 3D

De los materiales encontrados con los paraacutemetros requeridos solo se pueden imprimir en 3D el tereftalato de polietileno (PET) el poliaacutecido laacutectico (PLA) y el termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Para acabar de elegir el material se nombraraacuten algunas caracteriacutesticas que puedan interesar y se compararaacuten

bull Las ventajas del Tereftalato de Polietileno (PET) son su alta resistencia al desgaste y corrosioacuten resistente a impactos impermeable baja absorcioacuten de humedad y alta capacidad de mecanizado Sus desventajas es su leve toxicidad y no es biodegradable

Figura 68 Graacutefico que tiene en cuenta el precio del material y la resistencia a la traccioacuten Fuente CES EduPack

Figura 67 Rollo de filamentos Flex X-920 Sakata 3D Fuente wwwimpresoras3dcom

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bull La ventaja del Poliaacutecido Laacutectico (PLA) son la obtencioacuten de recursos renovables reciclable y que se imprime raacutepidamente Sus desventajas son la poca resistencia teacutermica poca resistencia mecaacutenica y sensible a la humedad

bull Las ventajas del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) son la conservacioacuten de la tenacidad a temperaturas extremas su alta capacidad de mecanizado y su alta resistencia a los impactos Su mayor desventaja es la necesidad de tener experiencia para poder imprimir este tipo de material

Una vez teniendo las caracteriacutesticas que maacutes interesan de cada material el material escogido seraacute el Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) por sus buenas propiedades mecaacutenicas y su alta capacidad de mecanizado Otro posible material seriacutea el Tereftalato de Polietileno (PET) que tambieacuten tiene buenas propiedades para lo que se quiere disentildear pero no tan buenas

A continuacioacuten se mostraraacute una tabla con el resto de las propiedades del material escogido

Densidad 103e3 ndash 106e3 Kgm^3

Precio 231 ndash 278 EURkg

Moacutedulo de Young 208 ndash 275 GPa

Moacutedulo de cortante 0743 ndash 0983 GPa

Moacutedulo de volumen 385 ndash 401 GPa

Resistencia a la traccioacuten 378 ndash 518 MPa

Resistencia a compresioacuten 393 ndash 86 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

El filamento escogido para este material ha sido el de la marca Gembird que cumple las caracteriacutesticas que se buscan

Figura 69 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Tabla 16 Propiedades del Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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75

6103 MATERIAL DE LA PATA

Para el material de la pata se podriacutea hacer una buacutesqueda de diferentes metales poliacutemeros y materiales compuestos Pero como la intencioacuten es poder imprimirlo en una impresora 3D solo se han encontrado dos materiales que lo puedan hacer la fibra de carbono o el nailon El problema que surge es que no se puede elegir el material porque en este apartado ya que debemos primero hacer los caacutelculos de fuerza para saber si el material aguanta Por ello se haraacute una pequentildea descripcioacuten de los dos materiales junto a sus tablas y en el apartado de caacutelculos de acabaraacute de decidir

bull La fibra de carbono ofrece una rigidez y una resistencia mejor que cualquier alternativa pero es un material caro Las fibras continuas en una matriz de polieacutester o epoxi ofrecen un mayor rendimiento Las fibras soportan las cargas mecaacutenicas y el material de la matriz transmite la carga a las fibras Esto proporciona ductilidad tenacidad y ademaacutes protege las fibras causadas por golpes

Densidad 15e3 ndash 16e3 Kgm^3

Precio 297 ndash 329 EURkg

Moacutedulo de Young 69 ndash 150 GPa

Figura71 Ejemplo de pieza imprimida con Termoplaacutestico de Acrilonitrilo (ABS) Fuente 3dlinkme

Figura 70 Filamento ABS de la marca Gembird Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

Tabla 17 Propiedades de la fibra de carbono Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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76

Moacutedulo de cortante 28 ndash 60 GPa

Moacutedulo de volumen 43 ndash 80 GPa

Resistencia a la traccioacuten 550 ndash 105e3 MPa

Resistencia a compresioacuten 440 ndash 840 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Mal aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Mal conductor

Mecanizabilidad 1 ndash 3

Reciclaje No

bull El nylon es un poliacutemero sinteacutetico que pertenece al grupo de las poliamidas En la fabricacioacuten las fibras de nailon se someten a extrusioacuten texturizado e hilado en friacuteo hasta alcanzar cerca de 4 veces su longitud original lo cual aumenta su cristalinidad y resistencia a la traccioacuten En general este material es muy flexible y por ellos se le puede antildeadir capas de fibras de vidrio para antildeadir rigidez

Densidad 112e3 ndash 115e3 Kgm^3

Precio 289 ndash 426 EURkg

Moacutedulo de Young 094 ndash 204 GPa

Moacutedulo de cortante 038 ndash 067 GPa

Moacutedulo de volumen 12 ndash 326 GPa

Resistencia a la traccioacuten 42 ndash 72 MPa

Resistencia a compresioacuten 46 ndash 82 MPa

iquestConductor teacutermico o aislante Buen aislante

iquestConductor eleacutectrico o aislante Buen aislante

Mecanizabilidad 3 ndash 4

Reciclaje Siacute

Finalmente se ha encontrado un material llamado Fiberlogy Nylon PA12+CF15 que contiene unos filamentos reforzados con fibra de carbono proporcionando una alta resistencia a la traccioacuten alta rigidez y alta resistencia teacutermica

Tabla 18 Propiedades del nylon Fuente Extraccioacuten de CES EduPack

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Al ser un material con una combinacioacuten de nylon y fibra de carbono sus propiedades son una combinacioacuten de los dos

6104 MATERIAL DEL CALCETIacuteN

Para esta pieza se debe encontrar un material que tenga buenas propiedades mecaacutenicas resistencia a la abrasioacuten y resistente temperaturas Recordemos que esta pieza estaraacute en contacto con el suelo y es la que daraacute adherencia y traccioacuten a los movimientos del perro Tambieacuten hay que tener en cuenta que hay diferentes terrenos a los que deberaacute someterse como puede ser la nieve o pavimentos en pleno verano Por ello el material maacutes indicado para este tipo de necesidades es el Caucho Nitrilo (NBR) un caucho sinteacutetico compuesto por copoliacutemero de acrilonitrilo (ACN) y butadieno

Esta pieza deberaacute estar unida a la pata Se barajaron diferentes opciones como unioacuten con tornillo o con calor Pero por un lado ya se estaban utilizando demasiados tornillos para la proacutetesis y por otro lado no se aseguraba que la pieza se sujetara bien con calor

Figura 72 Rollo de filamentos Fiberlogy Nylon PA12+CF15 Fuente www3djakees

Tabla 19 Propiedades del Fiberlogy Nylon Fuente www3djakees

Figura 73 Ejemplo de Caucho Nitrilo (NBR) en laacutemina Fuente wwwgteekcom

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78

Por ello la mejor opcioacuten ha sido utilizar un adhesivo Se trata del adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml especializado en este tipo de uniones

Figura 74 adhesivo GENEacuteRICO Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD 12+12 ml Fuente wwwclipcarbonocom

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79

611 AMFE

El objetivo principal es analizar los posibles fallos que podriacutea tener nuestro producto trata de tener una mejora continua que busca la perfeccioacuten dentro de la calidad del objeto seleccionando prioritariamente las partes que tengan maacutes importancia en la gestioacuten de riesgos es decir que nos puede influenciar maacutes a la hora de disentildear el producto Otra peculiaridad del AMFE es tratar de reducir los plazos y aumentar la eficacia de los proyectos cuando se desarrollan nuevos productos o se mejoran gracias a su anaacutelisis exhaustivo de todas las partes se podraacute predecir los fallos potenciales es decir fallos que se podriacutean aparecer en el futuro dentro de la fabricacioacuten u operaciones realizadas con este se identificaraacuten y corregiraacuten antes de tener el objeto definitivo Los conceptos baacutesicos del AMFE son

bull FALLO Error en el producto o proceso que impide que se lleve a cabo de forma satisfactoria la funcioacuten esperada

bull MODO POTENCIAL DE FALLO Forma en que el producto o profeso es posible que tenga un error Los modos de fallo pueden ser mecaacutenicos eleacutectricos quiacutemicos teacutermicos esteacuteticos magneacuteticos neumaacuteticos o hidraacuteulicos

bull EFECTO POTENCIAL DEL FALLO Es la consecuencia probable del fallo

bull CAUSA Es aquello que produce el error

bull CLIENTE Refirieacutendose a cliente externo cuando se habla de usuario final y a cliente interno cuando se refiere al cliente en otra operacioacuten del proceso

Tambieacuten hay que tener en cuenta el iacutendice de prioridad donde se clasifican los modos de fallo seguacuten su importancia Para ello a cada modo de fallo se le asignan tres valores

bull Nivel de gravedad (G) gravedad del fallo percibida por el usuario (siendo el 1 la menor gravedad y el 10 la mayor)

bull Nivel de incidencia (O) posibilidad de que ocurra el fallo (siendo el 1 la menor probabilidad de ocurrencia y el 10 la mayor)

bull Nivel de deteccioacuten (D) probabilidad de NO deteccioacuten del error antes que el producto se use (siendo el 1 la mayor facilidad de deteccioacuten de la causa el fallo y el 10 la imposibilidad de deteccioacuten de eacutesta)

Para este proyecto se haraacute un AMFE del conjunto y otro maacutes de cada pieza que se ha disentildeado

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80

Tabla 20 AMFE del conjunto (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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81

Tabla 21 AMFE del conjunto (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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82

Tabla 22 AMFE del despiece (1) Fuente Elaboracioacuten propia

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83

Tabla 23 AMFE del despiece (2) Fuente Elaboracioacuten propia

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84

7 CAacuteLCULOS

Si queremos que la proacutetesis cumpla la funcioacuten de soportar el peso del perro se deberaacute hacer un estudio de las fuerzas que actuacutean y como las soportan la pata de la proacutetesis Se pondraacuten a prueba

bull La forma de la proacutetesis

bull El material que se le ha atribuido Para realizar este estudio de usaraacute el programa Siemens NX 10 un software especializado en este tipo de estudios Se ha escogido estudiar la pata porque es la pieza que recibiraacute la mayoriacutea de fuerzas y la que tiene una forma que puede sufrir deformaciones

71 PUESTA EN MARCHA DE LA PATA

Antes de hacer cualquier estudio se debe de preparar la pieza para que todo salga correctamente Primeramente se ha tenido que hacer el disentildeo desde cero para este programa ya que no eran compatibles las versiones con el otro programa Solid Edge

Las medidas utilizadas se ha intentado que sean las mismas que en el disentildeo en Solid Edge Se ha escogido estudiar la pata Seguidamente se realizaraacute un mallado para poder seguir con el estudio Se ha decidido que los nodos tengan una distancia de 2 mm entre ellos para que el resultado sea maacutes preciso

Figura 75 Disentildeo de la pata para NX 10 Fuente Elaboracioacuten propia

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85

Una vez mallada la pieza se le antildeadiraacute el material que estaacute en la base de datos del

programa

Aquiacute se han encontrado problemas ya que el material que se le quiere asociar Nylon

PA12+CF15 no se encontraba en la base de datos y tampoco se podiacutea antildeadir

manualmente el material por la falta de propiedades teacutecnicas no facilitadas por el

fabricante

Como solucioacuten se ha decidido utilizar el material nylon que siacute que estaacute en la base de

datos y despueacutes justificar los resultados con el 15 de fibra de carbono antildeadido

Una vez resuelto este contratiempo se le antildeadiraacute una restriccioacuten en la parte superior de

la pata que estaraacute sujeto a la carcasa

Figura 76 Mallado de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 77 Restriccioacuten de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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86

Por uacuteltimo solo quedariacutea antildeadir dos fuerzas

bull Cuando el perro estaacute de pie donde la proacutetesis no deberiacutea de doblarse

bull Cuando el perro estaacute en movimiento donde si que se toleraraacute que la pata se

flexione un poco para poderle dar impulso en la zancada

72 FUERZAS CON EL PERRO DE PIE

Para la primera fuerza se utilizaraacute el peso del perro descompuesto para una sola pata

Se ha escogido esta distribucioacuten de masas porque las patas delanteras de un perro

reciben aproximadamente el 60 de los esfuerzos durante la marcha y las traseras el

40 restante

Se utilizaraacute el peso de un perro grande (Unos 35kg aproximadamente) ya que la pieza

utilizada es para ese tamantildeo de perro

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 = 686119873

Esta fuerza iraacute en la parte inferior de la pata ya que seraacute la zona que estaraacute en contacto

con el suelo

Una vez sentildealizada la fuerza solo queda resolver el modelo y si no hay ninguacuten error

ver los resultados

Figura 78 Fuerzas que actuacutean en la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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87

Como se puede observar ha habido poco desplazamiento Hay que recordar que no

se le ha sumado el refuerzo del 15 de fibra de carbono y ademaacutes el calcetiacuten que

tambieacuten absorberaacute los golpes

Figura 79 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Figura 80 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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88

En esfuerzo habraacute una zona que parece delicada pero al utilizar un material con un

liacutemite elaacutestico de 125MPa no habraacute problema ya que la maacutexima del ensayo es de 195

MPa

73 FUERZAS CON EL PERRO EN MOVIMIENTO

Se utilizaraacute tambieacuten el peso de 35kg y se le antildeadiraacute el factor de carga dinaacutemica valorado

en 3 ya que un perro ejerce tres veces de fuerza cuando corre

La simplificacioacuten para realizar el anaacutelisis es la siguiente

119865119905119900119905 = 119898 times 119892 times 119865119862119889119910119899

119865119862119889119910119899 = 3

119898 = 35 times 04 divide 2 = 7119896119892

119892 = 981198981199042

119865119905119900119905 = 7 times 98 times 3 = 2058119873

Se puede observar que hay maacutes curvatura comparada a cuando el perro estaacute solo en

pie pero entra en los paraacutemetros

Figura 81 Resultados en desplazamiento de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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El esfuerzo esta vez es de 3092MPa pero muy por debajo auacuten para causar alguacuten

dantildeo a la estructura Esto garantiza la integridad de la pieza

Figura 82 Resultados en esfuerzo de la pata Fuente Elaboracioacuten propia

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90

8 PRESUPUESTOS

En este apartado se haraacute una estimacioacuten del presupuesto que se deberiacutea tener para desarrollar el proyecto Tendraacute una inversioacuten baja ya que la mayoriacutea de las piezas son de impresioacuten 3D y pequentildeas

81 PRESUPUESTO DE INGENIERIacuteA

Para el desarrollo del proyecto ha sido necesario el trabajo del ingeniero Este tipo de gastos se llama costes de ingenieriacutea recogidos en la siguiente tabla seguacuten la actividad

Actividad Coste unitario (euroh) Tiempo (h) Coste (euro)

Ingenieriacutea de perfil 30 50 15000

Ingenieriacutea conceptual 30 58 17400

Desarrollo del concepto 30 106 31800

Ingenieriacutea de detalle 30 90 27000

Modelacioacuten 3D 30 108 32400

Simulaciones 30 27 8100

Redaccioacuten de proyecto 30 139 41700

Total 578 173400

El tiempo estaacute contemplado como las horas reales que se ha tardado en realizar el proyecto

Tabla 24 Costes de ingenieriacutea Fuente Elaboracioacuten propia

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82 TIPOS DE COSTES

A continuacioacuten se recogeraacuten todos los costes que se tendraacuten que contemplar para la fabricacioacuten de la proacutetesis Estos costes pueden ser del material personal impresioacuten etc

821 COSTE DE LOS MATERIALES

El coste de los materiales se dividiraacute en dos apartados el de piezas normalizadas y el de maquinaria junto a los materiales que necesitan para funcionar

Materiales Precio unitario (euro)

Unidades Precio (euro)

Tornillo DIN-912 M6 00239 2 00478

Tornillo DIN-912 M4 004500 3 01350

Tuerca DIN-934 M6

002710 2 00542

Arandela DIN-125 M6 006200 2 01240

Pegamento Biocomponente Epoxi Araldite STANDARD

1118000 02 22360

Total 25970

Debido al alto precio de los tronillos guiacutea se ha decidido utilizar DIN-912

bull Para el calcetiacuten de NBR se puede comprar un rollo de 10x1m con un coste de 33850euro Como la superficie que se necesita para ponerlo en la pata es de 50x70mm del rollo se pueden extraer 2857 calcetines con un coste de 01184euro cada uno

bull Para las correas de sujecioacuten se puede comprar un rollo de 5m con un coste de 479euro Cada sujecioacuten ocuparaacute aproximadamente 1m por lo cual se pueden extraer 5 sujeciones con un precio de 0958euro cada una

Ademaacutes se tendraacuten en cuenta lo materiales que necesitaraacuten dichas maacutequinas para poder trabajar

Materiales Cantidad de material (g)

Cantidad de material para una proacutetesis

aprox (g)

Precio de cada rollo de filamento (euro)

Precio para una proacutetesis

(euro)

Filamentos de ABS 1000 300 173700 52110

Filamentos de Flex X-920

600 60 164600 16460

Filamentos de Fiberlogy Nylon

500 100 529900 105980

Total + 2 de desechos 178041

Tabla 26 Costes de los filamentos para la impresioacuten 3D

Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 25 Costes de piezas y materiales normalizados Fuente Elaboracioacuten propia

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822 COSTES DE MAQUINARIA

Se haraacute una lista de maquinaria que se deberiacutea tener para poder imprimir la proacutetesis Estos costes entran directamente en la amortizacioacuten

Maquinas Precio (euro)

Impresora 3D - ORIGINAL PRUSA I3 MK3S x3 299700

Escaacutener 3D - 3DS Sense 58357

Herramientas 5000

Total 363057

Al haber tres tipos de filamentos la mejor opcioacuten seraacute tener tres impresoras 3D para reducir tiempo en cambiar materiales y ajustar la temperatura de impresioacuten Como el tiempo de amortizacioacuten se plantea para 1 antildeo esto significa que estaraacute activo 220 diacuteas con una jornada laboral de 8 horas seguacuten el convenio laboral

119860119898119900119903119905119894119911119886119888119894oacute119899 =119862119900119904119905119890119904

119863119894119886119904 119889119890119897 119886ntilde119900 times 119867119900119903119886119904 119889119890 119897119886 119895119900119903119899119886119889119886 =

15870000

220 times 8= 09017euro

La intencioacuten es que se pueda fabricar una proacutetesis al diacutea Esto equivalen a 220 proacutetesis al antildeo con un coste de amortizacioacuten de 72136euro

823 COSTES DE ELECTRICIDAD

Tambieacuten se tendraacute en cuenta el precio que se consume de electricidad

Coste de energiacutea (eurokWh) 0150

Consumo medio (kW) 0500

Coste por hora de la luz (euroh) 0075

Si sabemos que el consumo medio de electricidad es de 050 kW y el coste de luz es de 015 eurokWh se puede deducir que por cada hora que las impresoras esteacuten en funcionamiento se gastaraacute 0075euro Al saber cuaacutento se paga de electricidad por hora se podraacute saber cuaacutenta energiacutea gasta la impresioacuten de cada pieza dependiendo del tiempo de impresioacuten

Tabla 28 Costes de electricidad Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 27 Coste de la impresora 3D y el escaacutener Fuente Elaboracioacuten propia

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Tipo de pieza Tiempo (h) Coste (euro)

Carcasa 8 0600

Adaptador 3 0225

Pata 13 0975

Total 1800

Como se puede observar la pieza de la pata tarda maacutes de un diacutea en imprimirse y si solo utilizamos una impresora no se podriacutea llegar a producir una proacutetesis al diacutea Para solucionarlo se ha decidido que la impresora encargada del adaptador haga las 5 piezas a la semana que le tocan todas seguidas y que cuando termine le ayude a la otra impresora a imprimir la pata

83 COSTES DE PERSONAL

Aunque nuestra pieza haya sido disentildeada mediante un software especiacutefico impresioacuten 3D no asegura que el disentildeo esteacute realmente preparado para su fabricacioacuten por medio de la tecnologiacutea aditiva ni nos asegura sacar el maacuteximo provecho de cara a beneficios finales de uso asociados al proceso Por ello la mejor opcioacuten seraacute contratar a un operario con un sueldo de 20000euroantildeo que se encargaraacute de la puesta en marcha de la maacutequina y de la postproduccioacuten

Puesta en marcha de la impresora (h) 1

Postproduccioacuten (h) 1

Total de horas para 1 pieza (h) 2

Coste total de la puesta en marcha + postproduccioacuten = 2 ℎ119900119903119886119904 20000

2000= 20 euro

Tambieacuten hay que sumar el sueldo del ingeniero encargado de supervisar todo el proceso y de dar el visto bueno a las piezas imprimidas para que se ajuste al disentildeo pensado Su sueldo seraacute de 57600euro al antildeo

84 COSTES DE LA PRODUCCIOacuteN

La produccioacuten de la impresioacuten de las piezas se puede desglosar en diferentes puntos materiales puesta en marcha (disentildeo y maacutequina) tiempo de funcionamiento de la maacutequina y retirada de la pieza de la plataforma de impresioacuten

Tabla 29 Costes de electricidad de cada pieza Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 30 Suma de horas del operario Fuente Elaboracioacuten propia

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Tipo de coste Costes de la carcasa (euro)

Coste del adaptador de la

proacutetesis (euro)

Coste de la pata (euro)

Coste de materiales

- Materiales 52110 16460 105980

- Electricidad 06000 02250 09750

Coste de operario

- Preparacioacuten 10 10 10

- Postproduccioacuten 10 10 10

Coste de fallos (10) 25811 21871 31573

Total 283921 240581 347303

Imprimir todas las piezas tendraacute un coste de 871805 euro A cada proacutetesis hay que sumarle la amortizacioacuten de 72136euro Por lo tanto el coste final seraacute de 943941euro

Piezas de la proacutetesis Coste (euro)

Carcasa 283921

Adaptados 240581

Pata 347303

Amortizacioacuten 72136

Tornillos 03610

Epoxi 22360

Calcetiacuten 01184

Correas de sujecioacuten 09580

Total 980675

Producir una proacutetesis el primer antildeo acotaraacute 980675euro

Tabla 31 Costes para producir la carcasa adaptador y la pata Fuente Elaboracioacuten propia

Tabla 32 Costes para producir una proacutetesis Fuente Elaboracioacuten propia

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95

85 VENTA AL PUacuteBLICO

Como ha salido un precio bajo comparado a los que hay actualmente en el mercado se puede establecer una comisioacuten del 30

119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 13 = 1275euro

86 PUNTO DE EQUILIBRIO Y RETORNO DE INVERSIOacuteN

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =119862119900119904119905119890119904 119891119894119895119900119904

119875119903119890119888119894119900 119897119894119898119901119894119900 119906 minus119862119881119906119899119894119905119886119903119894119900

Caacutelculo del punto de equilibrio

Presupuesto de ingenieriacutea 1800000euro

Materiales 9806euro

Precio del producto en venta 12750euro

Costes fijos 5760000euro + 1734000euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

12750 minus 9806= 2540 119906119899119894119889119886119889119890119904

Para llegar al punto de equilibrio se van a tener que vender 2540 unidades pero si se

trabajan 220 diacuteas al antildeo se deberaacuten imprimir 1157udsdiacutea Como no se pueden hacer

tantas unidades al diacutea se deberaacute de incrementar el precio de venta

Si

119875119903119890119888119894119900 119889119890 119907119890119899119905119886 = 119862119900119904119905119890119904 119889119890 119901119903119900119889119906119888119888119894oacute119899 times 119862119900119898119894119904119894oacute119899 = 980675 times 45 = 44130euro

119875119906119899119905119900 119889119890 119890119902119906119894119897119894119887119903119894119900 =74940

44130 minus 9806= 218 119906119899119894119889119886119889119890119904

Si se incrementa el precio de venta a 44130euro el punto de equilibrio se queda en 218

unidades que siacute se puede contemplar producir

Tabla 33 Caacutelculos de punto de equilibrio Fuente Elaboracioacuten propia

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9 CONCLUSIONES

Este TFG tiene la intencioacuten de disentildear una proacutetesis canina trasera con el objetivo de tener una alta funcionalidad que sea faacutecil de colocar para el ldquoduentildeordquo adaptable a la forma de la pata del perro personalizable resistente econoacutemica e imprimible en 3D Para indagar un poco en el tema se hizo una lista de posibles problemas que pueden presentar estos animales y algunos ejemplos de proacutetesis en otras especies Se intentoacute contactar con un profesional para aclarar algunas dudas pero debido a la situacioacuten que ha provocado el COVID-19 no se ha podido realizar dicha entrevista En primer lugar se ha realizado un recorrido por la historia de las proacutetesis en humanos y un estudio de mercado de proacutetesis para perros Concluyendo que hay un miacutenimo mercado en ese sector Se ha analizado los tipos de proacutetesis que hay actualmente sus caracteriacutesticas y las alternativas que existen Tambieacuten se ha investigado la fisionomiacutea anatomiacutea y biomecaacutenica del perro Una vez obtenida la informacioacuten se ha llegado a hacer el briefing que ha sentado las bases de este proyecto Una vez definido el briefing se ha desarrollado la proacutetesis en 3D ajustaacutendose a los paraacutemetros requeridos y justificando las formas que se le han atribuido Una vez acabado el disentildeo se le han atribuido unos materiales que se puedan fabricar en impresioacuten 3D Durante la atribucioacuten de material a la pata han surgido problemas ya que buscaacutebamos un material con unas propiedades determinadas y que se puedan imprimir en 3D El siguiente paso ha sido el desarrollo de un modelo de simulacioacuten para saber las fuerzas que interactuacutean sobre la pata y coacutemo le afectan Siguiendo con la problemaacutetica anterior al ser un material poco comuacuten no se encontraba en la base de datos del programa y tampoco se podiacutea antildeadir por la falta de propiedades que no se facilitaban Por lo tanto se decidioacute hacer unos caacutelculos aproximados justificando este hecho Por uacuteltimo se han establecido una partida de presupuestos para saber cuaacutel seriacutea el coste de nuestra proacutetesis en el mercado actual Felizmente se ha podido rebajar el precio en comparacioacuten al resto de proacutetesis que hay en el mercado para perros Aquiacute termina mi Trabajo Final de Grado el proyecto maacutes complejo que he tenido que realizar en toda mi carrera estudiantil pero a la vez el maacutes satisfactorio ya que puedo brindar ayuda a aquellos que la necesiten Ha habido partes del trabajo que han sido arduas y laboriosas pero he podido solventarlas con gran eacutexito

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AGRADECIMIENTOS

Para finalizar me gustariacutea agradecer a las personas que han hecho posible la realizacioacuten de este proyecto y que me han mostrado su apoyo incondicional durante su desarrollo En primer lugar me gustariacutea agradecer al director Joan Josep Aliau por haberme ayudado tanto en este proyecto Siempre que le he pedido ayuda ha estado disponible y no le ha importado estar el tiempo que sea necesario para que entendiera algunos conceptos que me costaban Ademaacutes sus consejos y su buen criterio han sido vitales para el desarrollo del trabajo Agradecer al cuerpo docente que me han acompantildeado en esta esta etapa universitaria y que me han ensentildeado unos conocimientos claves para mi futura evolucioacuten como profesional Queriacutea agradecer a mis padres que me han dado todo su apoyo incondicional y han estado presentes en todo momento por si necesitaba cualquier tipo de ayuda Ademaacutes me gustariacutea agradecer a mi novia que ha estado apoyando y ayudando a redactar partes del proyecto se lo agradezco mucho Para finalizar quiero agradecer tanto a mis compantildeeros de clase como al resto de mis amigos que me han estado preguntando y dando ideas para mejorar el trabajo

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