Análisis Dinámico de la Marcha Humana como Herramienta de Diseño de Estructuras para Sistemas de Rehabilitación

ALVARO GABRIEL PIZÁ; FERNANDO DANIEL FARFÁN

San Miguel de Tucumán

Jornada; V Jornadas de Jovenes Investigadores de la UNT; 2012

Universidad Nacional de Tucumán

Los diseños estructurales y funcionales de sistemas de rehabilitación de miembro inferior requieren de conocimientos específicos acerca de la cinemática y dinámica de los movimientos motores. No obstante, para cubrir tales características suelen sobredimensionarse tanto los datos estructurales utilizados en el cálculo, como los materiales utilizados en su construcción elevando económicamente el costo de tales desarrollos. Por otro lado, la falta de conocimiento de la cinemática y dinámica de los movimiento articulares puede llevar a desarrollo poco eficientes y hasta perjudiciales en su uso. Tradicionalmente, las características físicas de los movimientos articulares son obtenidos a partir de plataformas dinamométricas (plataformas de fuerza), captura de movimiento basados en técnicas de video grabación, electromiografía dinámica, implementación de sistemas basados en el sensado de la aceleración, entre otros. En la actualidad existen poderosas herramientas que permiten modelar y/o determinar matemáticamente la dinámica del movimiento articular. Una de las más conocidas es el modelo de Hanavan el cual permite representar el cuerpo humano empleando cuerpos geométricos simples. El objetivo de este trabajo es determinar, mediante dicho modelo, los parámetros dinámicos de la marcha humana para ser utilizados en el diseño y cálculo estructural de un sistema de rehabilitación de miembro inferior. El modelo de Hanavan fue reconstruido en una plataforma de simulación de sistemas mecánicos (ADAMS View) tomando como referencia un sujeto de 75 Kg de masa y 180 cm de talla. El software de simulación permite evaluar la dinámica involucrada en las articulaciones y en los puntos de contacto a partir de los datos cinemáticos asignados a cada articulación. Aquí, los datos cinemáticos de la marcha humana (posición, velocidad, ángulos) fueron obtenidos de bases de datos propias. Se utilizó el software MATLAB para procesar los datos cinemáticos e introducirlos en el modelo de ADAMS View. Se obtuvieron los parámetros inerciales de la marcha humana en el centro de masa del modelo (zona media de la cadera), resultando estos similares a los valores de referencias bibliográficas y a observaciones prácticas. Finalmente, con estos resultados podemos decir que el sistema multiplataforma creado es válido y a la vez ventajoso dado que es sencillo, robusto y puede significar un ahorro económico importante en el diseño y análisis de estructuras. Como trabajo futuro, se pretende utilizar estos datos para la evaluación de diseños de diferentes estructuras de soporte para sistemas de rehabilitación.