Ignacio Bermejo Bosch (*), (**), Francisco Sánchez Rodríguez-Acosta (***), José Navarro García (*), Laura Martínez Gómez (*), Sandra Alemany Mut (*), Javier Ferris Oñate (*), Raquel Marzo Roselló (*), Jaime Prat Pastor (*)(**)

Instituto de Biomecánica de Valencia (*)

CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN) (**)

FORTA (***)

La actual estrategia competitiva basada en la reducción de precios de productos que provienen de mercados exteriores supone un reto que las empresas españolas deben traducir en oportunidades de innovación. Éste es el caso de la muleta euroCrutch®, ideada por la empresa FORTA. Dicha muleta ha sido concebida para ofrecer las máximas prestaciones en cuanto a seguridad, funcionalidad, usabilidad, confort y sostenibilidad, manteniendo un precio muy competitivo.

 

 

INTRODUCCIÓN

Las muletas de codo son un producto de apoyo cuyas funciones principales son facilitar la marcha aumentando la estabilidad, ampliar la base de sustentación y/o reducir la carga sobre una o ambas extremidades inferiores.

En la actualidad, muchas empresas están produciendo estos productos en zonas con costes de personal extremadamente bajos, como son los países asiáticos, para tratar de reducir al máximo los costes de producción. Además, la actual crisis mundial está fomentando que el precio de venta sea uno de los factores más importantes en el proceso de compra de estos productos. En paralelo a esta situación, se dan otras tendencias como son las relacionadas con el interés por parte de los usuarios por incrementar su autonomía y confort, el respeto por el medioambiente, la seguridad, etc.

Ante esta situación, la empresa FORTA se planteó el desarrollo de la muleta euroCrutch®. Esta muleta tiene como objetivo cumplir las exigencias de los consumidores actuales manteniendo precios competitivos con otros productos provenientes de países asiáticos.

CONCEPTO DE LA MULETA euroCrutch®

En el pasado, FORTA desarrolló una línea de sillas de ruedas fabricadas en materiales poliméricos que hasta la fecha ha cosechado un gran éxito. Basándose en el know-how generado, FORTA ha desarrollado el concepto de la muleta euroCrutch®, un producto sanitario fabricado íntegramente a partir de inyección de plásticos reciclados que dispone de las siguientes características:

♦ Proceso de fabricación más automático respecto a los métodos actuales.

♦ Respeto al medioambiente, gracias al uso de materiales reciclables.

♦ El impacto de la muleta con el suelo produce menor ruido que las convencionales.

♦ El impacto que soporta el usuario durante el uso de la muleta está más amortiguado.

♦ La muleta puede utilizarse en presencia de detectores de metal o sistemas como resonancia magnética nuclear puesto que no contiene elementos metálicos.

♦ La resistencia estructural de la muleta está garantizada.

♦ La estética del producto está concebida según las tendencias actuales de diseño.

RETO DEL PROYECTO

El concepto de la muleta euroCrutch® era tan diferente con respecto a los productos convencionales que su desarrollo supuso un reto para FORTA, que no podía basarse en experiencias previas para prever su comportamiento mecánico ya que 1) los materiales utilizados poseen características muy diferentes a los usados en las muletas convencionales y 2) el proceso de fabricación no permite que el diseño de la muleta se asemeje a los utilizados en los productos convencionales.

De hecho, los prototipos iniciales suministrados por la empresa encargada de la fabricación no superó los ensayos normativos (Figura 1) y sufría deformaciones excesivas por lo que no cubría los requerimientos de seguridad y funcionalidad necesarios.

Figura 1. Ensayo mecánico del prototipo inicial. De izquierda a derecha: sin carga, con la máxima carga que pudo resistir, y el momento de la rotura.

Para superar este reto, se solicitó la colaboración del Instituto de Biomecánica (IBV) a fin de rediseñar la muleta teniendo en cuenta los criterios de seguridad, funcionalidad, usabilidad, confort y sostenibilidad planteados, manteniendo el proceso de fabricación concebido por la empresa.

DESARROLLO

Se realizó un detallado análisis mecánico de la situación (Figura 2), teniendo en cuenta las no-linealidades geométricas producidas al deformarse la muleta. Las conclusiones del análisis permitieron evidenciar los puntos débiles del diseño y plantear una nueva concepción estructural. Por medio de este estudio se obtuvieron las características resistentes y de rigidez mínimas que debía disponer la sección de la muleta, lo que facilitó su diseño geométrico posterior.

Figura 2. Planteamiento del análisis mecánico.

Simultáneamente, se revisaron los aspectos ergonómicos del diseño, proponiendo rangos para las dimensiones críticas desde el punto de vista de esta disciplina. La amplia experiencia y conocimiento del personal del IBV permitió establecer las dimensiones más adecuadas para abarcar un amplio espectro de tallas sin alterar el concepto de la muleta.

Se trabajó la estética con el objetivo de convertirla en un valor añadido del producto y se propuso un nuevo diseño que recogiera las conclusiones de estos estudios previos (Figura 3).

Figura 3. Diseño preliminar (izquierda) y propuesto (derecha).

Antes de proceder a su fabricación, se realizó un nuevo análisis estructural, esta vez usando técnicas de Ingeniería Asistida por Computador (CAE, por sus siglas en inglés). El empleo de una de las más potentes de estas herramientas, el Método de los Elementos Finitos (FEM), permitió optimizar el diseño para reducir al máximo el material empleado (Figura 4), garantizando la resistencia y la rigidez necesarias, a través de un dimensionado óptimo de los distintos espesores. Esto conlleva dos beneficios: por un lado, reduce costes de fabricación y, por lo tanto, permite precios de venta más bajos; por otro, el peso de la muleta resulta también menor, lo que facilita su uso y transporte.

Figura 4. Análisis estructural por el Método de los Elementos Finitos.

Una vez definido y validado virtualmente el diseño definitivo, la empresa fabricante procedió al diseño y construcción de los moldes de inyección para la fabricación del nuevo diseño de muleta. Tras la fabricación de las primeras unidades se las sometió al ensayo normativo UNE-EN ISO 11334-1. Este ensayo, que permite evaluar la resistencia estática y a fatiga, fue superado sin dificultad por la muleta euroCrutch® (Figura 5).

Figura 5. Ensayo mecánico del diseño definitivo.

CONCLUSIONES                                                                                         

Este proyecto ha permitido desarrollar una muleta de codo que puede fabricarse con materiales 100% reciclables mediante moldes de inyección, lo que hace posible disponer de productos de precio muy competitivo.

El empleo de técnicas de Ingeniería Asistida por Computador ha facilitado optimizar la geometría de la muleta, minimizando la cantidad de material empleado (menor coste y peso) mientras se garantiza un adecuado comportamiento resistente.

Además, los conocimientos en diseño y ergonomía han permitido generar un producto adaptado a las características de los usuarios en un amplio rango de tallas, manteniendo una estética estable.

En definitiva, gracias al trabajo de FORTA, los fabricantes y el Instituto de Biomecánica (IBV), se ha podido generar un nuevo producto comercial, con un diseño basado en las nuevas tendencias del mercado y adaptado a las exigencias de los usuarios. Esto ha hecho posible  introducir en un mercado saturado un nuevo concepto de muleta a un precio muy competitivo que aporta a los usuarios un alto valor añadido.

Figura 6. Producto comercial.

AGRADECIMIENTOS

A la empresa Matridos S.L por haber colaborado en el desarrollo del proyecto.

El proyecto ha sido cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER)

Más información en: http://www.fortasl.es/es/bastones/de-codo/eurocrutch.php