Abstract:
Este proyecto final de grado se realizo con el objetivo de diseñar un dispositivo, no invasivo, que permita amortiguar el impacto durante la actividad física para un paciente con una lesión osteocondral en el tobillo.
Se comenzó por realizar una revisión bibliográfica, encontrando que no hay trabajos específicos en este caso, aunque se determino que el tipo de material a utilizar eran los elastómeros.
Luego se implementaron y resolvieron modelos de comportamiento del sistema masa-elemento viscoelástico (suelas) con condiciones iniciales no nulas (caída libre desde alturas determinadas). Se encontró que los modelos conocidos durante la formación académica no lograron representar matemáticamente el comportamiento real de un elastómero, por lo que se utilizo el modelo de Zener que describe la ecuación constitutiva de un elastómero vulcanizado a partir de una ecuación diferencial con tres parámetros, 2 resortes y un amortiguador.
Se realizaron ensayos con acelerómetros que permitieron encontrar límites de aceleración que no inducen dolor en el paciente.
Se realizó una nueva revisión bibliográfica para encontrar datos de ensayos de distintos polímeros comerciales que puedan servir para esta aplicación con los que se determinaron los valores de los elementos del modelo.
Por ultimo, se resolvió la ecuación diferencial del modelo numericamente teniendo en cuenta que los elementos del modelo pueden ser lineales o no lineales, considerando las posibilidades de subestimación y sobreestimación de los resultados.
Se concluyo que el diseño de un dispositivo de estas características es posible. Para el material sorbothane 30 se llegó a 52 milímetros de espesor de suela Finalmente, se plantearon posibles trabajos a futuro.
