Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Item Diseño de una plataforma de elevación con una rampa automática como medio de acceso para personas con movilidad reducida al transporte público(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-11-13) Morales Bravo, Jesús Sebastian; Elías Giordano, Dante ÁngelEn este documento, se presenta el diseño de un sistema mecatrónico conformado por un sistema de elevación y un sistema de traslación, con finalidad de permitir el acceso a personas con movilidad reducida, especialmente aquellas que usan sillas de ruedas, hacia la entrada de los buses de la línea roja del corredor complementario peruano. El sistema tiene una capacidad máxima de carga de 400kg, la cual se eleva a una altura de 1.10 m con respecto a la acera con una velocidad de 0.50 cm/s, permitiendo que el usuario llegue a la entrada del bus situada en la puerta posterior. La geometría está diseñada para sillas de ruedas de uso común con dimensiones máximas de 1.30 m de largo y 0.8 m de ancho. El desarrollo del documento contempla inicialmente un breve resumen del trabajo de investigación con respecto al diseño conceptual del sistema propuesto siguiendo la metodología UFSC, resaltando conceptos claves, mecanismos existentes en el estado del arte, tesis, patentes y una solución conceptual representada en bocetos. A partir de este primer capítulo, se empieza a desarrollar el diseño mecánico teniendo en cuenta consideraciones preliminares para el desarrollo de los cálculos, los cuales junto con simulaciones en elementos finitos permiten seleccionar los distintos materiales y componentes mecánicos e hidráulicos. Luego se realiza el diseño eléctrico-electrónico y de control, donde se detalla el diagrama de funcionamiento, la lógica de control, y la selección de los distintos componentes eléctricos-electrónicos que se usaran para controlar y energizar el sistema. Por último, se realiza la integración del dominio mecánico y electrónico, presentando diseños 3D, planos y un balance de costos. El sistema de elevación se basa en un mecanismo tipo tijera los cuales son usados por su robustez y su alta capacidad de carga sin perder el equilibrio. Por otro lado, el mecanismo de traslación está basado en un mecanismo telescópico el cual permite el traslado horizontal de cargas en voladizo con una flexión despreciable. Asimismo, se dispondrá de un panel de control el cual contendrá el controlador, relés de estado sólido y contactores, los cuales controlaran la entrada y salida de información de los sensores. La integración del sistema en sus tres dominios no supera los US$ 12000 dólares estadounidenses, por lo que podemos concluir que su inversión está dentro del rango comercial.Item Análisis de la accesibilidad del transporte en el corredor azul para personas con discapacidad física y sensorial(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-04-17) Estela Horna, Disney Mariela; Aranda Jiménez, Fiorella NicoleEl presente trabajo de investigación consiste en el análisis de la accesibilidad del Corredor Azul, que recorre las avenidas más transitas de la ciudad de Lima como Tacna, Inca Garcilaso de la vega y Arequipa, para personas con discapacidad física y sensorial considerando toda la cadena de movilidad (infraestructura, vehículos, interacción de la infraestructura con los vehículos y la gestación y prestación de servicios). Esta investigación surgió con la finalidad de mejorar la autonomía de esta población vulnerable y facilitar su integración en las actividades sociales como educación, trabajo, salud y recreación. La metodología se organiza en cuatro etapas, la primera consiste en realizar una inspección y diagnóstico de la accesibilidad en la ruta del Corredor Azul mediante una lista de chequeo en la cual se ha tenido en cuenta tres elementos (paraderos, veredas y cruceros peatonales). Los resultados evidencian que el 90% de los paraderos ubicados en los distritos de Rimac, Cercado de Lima y Lince no cuentan con refugio o marquesina. Además, las veredas y cruceros peatonales no cumplen con los anchos efectivos y pendientes que establece el RNE. En la segunda etapa se realizó una inspección de los vehículos. En la tercera etapa se realizó una encuesta dirigida a las personas con discapacidad y sus familiares con la finalidad de identificar los principales problemas y necesidades que tienen para acceder al transporte público. En la cuarta etapa se realizó viajes en compañía de personas con discapacidad y se utilizó la herramienta Mapa de Viaje del Cliente para organizar y analizar la información recolectada. Los resultados demuestran que el principal problema de accesibilidad en los vehículos del Corredor Azul se debe a la altura excesiva entre la calzada y el primer escalón en las puertas de entrada y salida. Además, la ausencia de rampas o plataformas elevadores en vehículos de piso alto es el principal obstáculo que limita la movilidad de las personas en silla de ruedas; y la ausencia de información audiovisual, en braille o guías podo táctiles en paraderos y vehículos son las principales barreras que dificultan la orientación de los usuarios con discapacidad sensorial. La propuesta de solución incluye la adaptación de vehículos y paraderos. En los vehículos se propone reducir la altura de las gradas en las puertas de entrada y salida (el primer escalón debe tener una altura máxima de 25 cm y el resto de los escalones una altura entre 12 y 22 cm). También, se propone incorporar una plataforma elevadora y adaptar como mínimo un espacio destinado a los usuarios en silla de ruedas al interior de cada vehículo. Teniendo en cuenta las necesidades de las personas con discapacidad sensorial se propone incorporar un dispositivo audiovisual al interior de los vehículos que anuncie la llegada a los diferentes destinos. En los paraderos se propone incorporar guías podo táctiles e información en braille y audiovisual.Item Desplazamiento de personas usuarias de sillas de ruedas en el parque Micaela Bastidas de Abancay – Apurímac(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-01-17) Quintana Vera, Jerry; Cabrera Vega, Félix IsraelLa evolución del estudio de la movilidad ha logrado que incremente el interés por mejorar los desplazamientos de las personas en la ciudad. Sin embargo, aún existen diferentes grupos en la sociedad que presentan problemas y dificultades para poder desplazarse. En algunos casos, estas barreras impiden que las personas salgan de sus hogares. La presente investigación estudia a uno de estos grupos sociales: las personas que emplean sillas de ruedas, y las condiciones de su desplazamiento en el parque Micaela Bastidas de Abancay. El objetivo general de esta investigación es analizar la viabilidad del desplazamiento de personas en sillas de ruedas en el parque Micaela Bastidas de Abancay y proponer cómo se podría mejorar la accesibilidad de este parque para las personas mencionadas. Este estudio se desarrolló durante la pandemia del SARS-CoV-2 (COVID-19), por lo que presenta limitaciones y brinda conocimiento exploratorio de este fenómeno. La metodología empleada en el presente trabajo de investigación fue no experimental y de enfoque mixto, pues se emplearon técnicas cuantitativas y cualitativas. Asimismo, debido a su carácter exploratorio se le dio mayor peso a la parte cualitativa. Cabe recalcar que se tuvo como población a las personas en sillas de ruedas que tenían entre 18 y 60 años, independientemente si adquirieron la discapacidad durante su crecimiento o nacieron con ella. También, se consideró a personas con discapacidad motriz temporal. En la parte de resultados se realizaron inferencias que relacionen la parte cualitativa y cuantitativa, donde se concluye que los factores que limitan el nivel de accesibilidad para estas personas al parque se pueden agrupar en dos: Barreras Físicas, como rampas empinadas, tipo de suelo, desniveles, entre otros; y las Barreras Sociales, como la indiferencia, discriminación, falta de fiscalización de cumplimiento de las leyes, entre otros. Mismas limitaciones que se expanden a la ciudad en general. Ante ello, se proponen propuestas de mejora que se encuentran ligadas a los criterios de calidad de un espacio público de Jan Gehl. Asimismo, también se plantea que las actividades sociales y culturales que se realizan en espacios públicos resultan atractivas para el público.Item Propuesta de una metodología de estimación del confort ante vibraciones y esfuerzos a partir de un modelo numérico de persona con discapacidad motriz que se desplaza sobre infraestructura peatonal para evaluar la accesibilidad de espacios públicos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-05-05) Ayala Corbacho, Andrea Patricia; Campos De la Cruz, Fernando JoséLas personas con movilidad reducida, específicamente las personas con discapacidad motriz que se desplazan con ayuda de una silla de ruedas, necesitan que la infraestructura peatonal les permita autonomía e integridad física. Detalles como desniveles en veredas, que causan vibración en una silla de ruedas, no son considerados ni estudiados. Y una cualidad de la accesibilidad debe ser ofrecer condiciones equitativas a todos los usuarios. En este sentido, si una persona con discapacidad motriz se siente incómoda al desplazarse o necesita de una segunda persona que la impulse por rampas porque son muy empinadas, entonces la infraestructura no es totalmente accesible. Además, la normativa y leyes peruanas de accesibilidad se basan generalmente en recomendaciones geométricas para catalogar una infraestructura peatonal como adecuada o no. Sin embargo, dichos parámetros, no son suficientes para asegurar que la infraestructura sea confortable para este tipo de usuarios. La presente tesis tiene como objetivo principal evaluar la accesibilidad de dos elementos de la infraestructura peatonal: rampas y veredas con alto relieve. Para esto se propone una metodología de estimación del confort ante vibraciones y esfuerzos a partir de un modelo numérico de una persona sentada que se desplaza sobre ruedas en la infraestructura peatonal. La metodología consiste en seleccionar el tipo de persona con discapacidad motriz y los elementos de la infraestructura peatonal que se van a evaluar, desarrollar el modelo geométrico simplificado que represente a una persona en silla de ruedas así como el modelo tridimensional de los elementos de la infraestructura peatonal, calibrar el modelo con datos de un artículo experimental, desarrollar simulaciones con el método de elementos finitos en ANSYS para los dos casos de estudio, realizar el tratamiento de resultados parciales en MATLAB y, por último, analizar los resultados finales obtenidos en base a comparaciones con la Norma ISO 2631 y artículos experimentales. Los resultados obtenidos para cada uno de los dos casos contemplados son: fuerzas totales requeridas para ascender de manera independiente por rampas y frecuencias de vibración que se transmiten al cuerpo humano al desplazarse, con una silla de ruedas, por veredas con alto relieve. Posteriormente, se validó que las hipótesis planteadas son correctas pues, a partir de simulaciones y tratamiento de datos, el confort ante vibraciones y esfuerzos es cuantificable y el nivel de accesibilidad es medible. Finalmente, a partir de los resultados obtenidos, se puede analizar el nivel de accesibilidad del caso de estudio en base a dos factores, la autonomía y el confort.Item Diseño de una silla de ruedas con sistema de posicionamiento bípedo para personas parapléjicas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-04-27) Carretero Karretero, Camilo Marcelo; Elías Giordano, Dante ÁngelEn el presente trabajo de tesis desarrolla el diseño de una silla de ruedas con sistema de posicionamiento bípedo para personas parapléjicas. Haciendo uso de la metodología de la norma alemana VDI2221, se abarca principalmente el diseño de la silla con movimiento manual y el sistema de elevación mediante un actuador lineal, el cual es activado por el usuario a través de un mando de control diseñado. Primero se realiza una síntesis del trabajo de investigación previo a este, en el cual se menciona la problemática, el estado del arte y tecnologías previas, los requisitos del sistema a diseñar y la propuesta de solución conceptual tomada como base para comenzar con el desarrollo. Luego, se desarrollan las consideraciones preliminares geométricas, de velocidades y fuerzas, seguido del diseño mecánico de la silla y la selección del actuador a utilizar. En la sección electrónica y de control se describe la lógica que sigue el sistema durante su funcionamiento, luego se realiza la selección de los componentes electrónicos, el cálculo de potencia junto con la selección de la batería que energiza el sistema y el diseño de la caja electrónica, la caja que contiene el acelerómetro y el mando de control. Para finalizar el diseño se presenta la integración total de la silla, esto es realizado junto con la selección de las partes restantes como las ruedas o los frenos, también se menciona la nomenclatura y presentación de los planos. Finalmente, se presenta todo lo relacionado a los costos, se hace un cálculo de los costos de diseño, de este se obtiene S/17,200.00 para ello. Luego se realiza el cálculo de los costos de fabricación, el cual es dividido en costos de componentes electrónicos, pernería, materiales y procesos de manufactura, obteniendo de la suma un total de S/20,725.00 necesarios para la fabricación de la silla.Item Heurísticas para la evaluación de accesibilidad en aplicativos móviles de comercio electrónico con enfoque en personas con impedimento visual(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-11-03) Pereda Uceda, Kevin Jaffet; Murillo Véliz, Braulio OscarEn el año 2019, las ventas de comercio electrónico alcanzaron los 3.535 millones de dólares, siendo los dispositivos móviles un factor clave con 67.2% respecto a las ventas totales. A pesar del crecimiento y el impacto del comercio electrónico, no todas las personas disfrutan de todas sus características al poseer algún tipo de discapacidad, como es el caso de las personas con impedimento visual. Es más, de acuerdo a la Organización Mundial de la Salud (OMS), el crecimiento y cambio en la estructura de edad de las poblaciones del mundo está causando un aumento sustancial en el número de personas con impedimento visual, que parece estar acelerando. Adicionalmente a una mayor presencia de personas con impedimento visual, legislaciones e iniciativas de accesibilidad para personas con discapacidades están siendo reafirmadas, en las cuales los comercios deben anticipar o eliminar cualquier desventaja presentada, ejemplos de estos son la Ley Europea de Accesibilidad, Ley de Igualdad y Reglamento ADA, además de haberse registrado litigios relacionados a problemas de accesibilidad. Adicionalmente, se debe tomar en cuenta que, tanto en el plano de los teléfonos inteligentes como en los sitios web de comercio electrónico, las personas con impedimento visual tienen desventajas cuando los usan. Si bien existen estándares internacionalmente aceptados, estos tienden a ser generales y no específicos para un dominio concreto como las personas con impedimento visual leve y moderado en un flujo de comercio electrónico en aplicativos móviles. Por lo mencionado anteriormente, el presente trabajo de tesis siguió una metodología para la elaboración de heurísticas de experiencias de usuario (centrándose en accesibilidad) propuesta por Quiñones y Rusu con el fin de aplicarla al dominio mencionado. Como primer objetivo se identificó lineamientos aplicables al dominio en específico. Para esto se tomó en cuenta los lineamientos propuestos por los estándares como WCAG 2.0, Section 508 o empresas como Google, Apple y BBC. Además, estos fueron complementados con lineamientos encontrados en la literatura. Finalmente, se evaluó cuáles de estos podrían ser pertinentes a través de pruebas con usuarios El segundo objetivo consistió en la elaboración de las heurísticas, para lo cual se siguió cada una de las etapas propuestas en la metodología. Se tomó en consideración todos los aspectos recolectados en el anterior objetivo. Además, se propusieron características específicas para el dominio, las cuales fueron validadas por expertos; se brindó prioridad a la accesibilidad como aspecto de la experiencia de usuario relevantes. Finalmente, se definieron de manera formal las heurísticas acordes a la plantilla de la metodología. Como tercer objetivo, se realizó una validación de las heurísticas, también como parte de la metodología, la cual consistió en la comparación de los resultados de las pruebas con usuarios y la evaluación heurística realizada por expertos en el área. Al identificarse los mismos problemas relevantes tanto por parte de los expertos como por los usuarios, las heurísticas son relevantes para el dominio en específico, el cual es el principal objetivo de este trabajo de tesis. Como conclusiones, se aprecia la relevancia de tratar otros aspectos de la experiencia de usuario, como es la accesibilidad en el desarrollo de heurísticas. Además, que el probar con usuarios suele ser eficaz en la identificación de necesidades para un dominio específico. Como trabajos futuros se proponen realizar más iteraciones en la refinación de heurísticas, además de contar con la participación de más personas con impedimento visual.Item Desarrollo de un sistema portátil de estimulación eléctrica funcional (FES) para pacientes con síndrome de pie caído(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-09-06) Calderón Flores, Renzo Fabrizzio; Toledo Ponce, Eduardo FernandoEl síndrome de pie caído, es considerado una discapacidad motriz, motora, de desplazamiento o física. El problema principal es la debilidad o contractura de los músculos dorsiflexores del tobillo, principalmente el tibial anterior. Las causas pueden ser congénitas o adquiridas; las más comunes son las siguientes: trastornos neurodegenerativos del cerebro, trastornos de las neuronas motoras, lesión a los nervios raíces, trastornos de los nervios periféricos y trastornos musculares. Las personas con este síndrome arrastran los dedos del pie afectado al caminar, o doblan las rodillas más de lo necesario para evitar el arrastre de los dedos, lo cual es conocido como marcha equina; en ambos casos, lo que se genera es una marcha ineficiente, antiestética, con riesgos de caídas y mayor gasto energético. La sola idea de mejorar esta situación, tiene un precio invaluable para estas personas, y gracias a la tecnología actual, es posible hacerlo. Por lo tanto, el presente trabajo tiene como objetivo final el diseño, desarrollo e implementación de un prototipo económico y portátil de sistema de estimulación eléctrica funcional (FES por sus siglas en ingles) para personas con síndrome de pie caído. Si bien no se realizaran pruebas clínicas del prototipo implementado, este contará con metodologías y parámetros utilizados en los distintos sistemas FES comerciales para el mismo fin. Para el desarrollo del prototipo, se distribuyó su funcionamiento en dos unidades, una encargada del sensado, y la otra, de electro-estimulación. Cada una comprendida por distintas etapas cuyo diseño está basado en una solución adecuada y acorde a los objetivos planteados. Finalmente, se presenta el prototipo en una carcasa pequeña y liviana, asegurando la portabilidad de este. En el primer capítulo de la presente, se desarrolla la problemática de ese síndrome, la cual enfocada a la realidad del país, conlleva a una justificación, determinando así los objetivos y alcances del prototipo. El en segundo capítulo se detallan los fundamentos teóricos y las metodologías utilizadas por fabricantes de dispositivos FES comerciales. En el tercero, se realiza el análisis de todas las etapas del sistema a implementar, detallando cada elección tomada correspondiente a componentes y diseños electrónicos. Finalmente, en el último capítulo se muestran los resultados del prototipo implementado.Item Diseño del sistema mecánico de un rehabilitador de marcha para niños con problemas de locomoción(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-03-17) Macavilca Román, José Carlos; Elías Giordano, Dante ÁngelEl presente trabajo consistió en el diseño del sistema mecánico de un rehabilitador de marcha orientado a la recuperación de la locomoción de niños entre cuatro a doce años de edad, quienes ostentan una mayor capacidad de recuperación motriz al estar en una etapa de desarrollo físico y mental. Esta tesis contempló el diseño mecánico de un mecanismo paralelo tipo hexápodo de notación 6RSS (de seis grados de libertad y de articulaciones R-rotacional, S-esférica y S-esférica), la selección de los componentes, la elaboración de los planos correspondientes y la estimación de los costos de fabricación y adquisición del sistema mecánico del simulador. Para tal fin, se estableció como base de análisis las proyecciones de las fuerzas en los eslabones respecto al plano sagital, donde a través del análisis del equilibrio dinámico de la plataforma se calcularon las fuerzas y torques en los elementos que conforman el rehabilitador. En vista de que, las fuerzas y torques estuvieron en función de las dimensiones de las cadenas cinemáticos del mecanismo, se procedió a determinar dichas medidas mediante iteraciones a través de programas desarrollados con el software Mathcad Prime 1®. Este proceso iterativo se realizó al considerar como parámetros cinemáticos la posición del talón y del dedo pulgar, así como la velocidad y aceleración del pie durante la marcha. Este arreglo de datos fue obtenido de bibliografía especializada, la cual fue almacenada por frames durante el ciclo de la marcha. Por ello, se empleó un factor de conversión de parámetros cinemáticos igual a 0.19, el cual relacionó la velocidad promedio de un adulto, proveniente de los frames, y la velocidad promedio de un niño. Con los resultados del cálculo, se aplicaron las teorías de resistencia de materiales y elementos de máquinas para seleccionar y/o diseñar los componentes. El movimiento rotacional es proporcionado por motores a pasos de gran torque (48 VDC, 6.3 A/fase, 9.1 Nm) los cuales accionan los mecanismos biela manivela de las cadenas cinemáticas. Asimismo, se diseñaron articulaciones esféricas con un ángulo máximo de variación de 59° que permiten abarcar la longitud de paso del rehabilitador. Este equipo fue diseñado para ser utilizado por un niño de un peso máximo de 42 kg. y estatura máxima de 1.50 m. El costo total del rehabilitador ascendió a $ 20500, el cual incluyó los costos de material, ensamble y diseño.Item Diseño de dispositivo basado en ultrasonido para desplazamiento de personas en condición de discapacidad visual(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-06-04) Parra Farfán, Magno; Vilcahuamán Cajacuri, Luis AlbertoEl siguiente trabajo describe el diseño de un dispositivo de ayuda para personas en condición de discapacidad visual, específicamente en lo relativo al desplazamiento, para así brindarles mayor seguridad. Se logró diseñar un dispositivo sencillo que permite la detección de obstáculos, el cual puede ser aplicado a apoyar a personas en condición de discapacidad visual a movilizarse de una manera más segura, llegando a detectar objetos hasta a una distancia de 2.50 metros e identificar una posición aproximada del objeto detectado. En el primer capítulo se estudiará la realidad de una persona en condición de discapacidad visual tanto nacional como mundialmente, se mostrarán los medios con que la persona en condición de discapacidad visual cuenta comúnmente; lo cual nos dará la justificación para el desarrollo de este trabajo, así como plantear los objetivos a lograr. A continuación, se abordarán aquellas tecnologías desarrolladas, tanto en laboratorio como comerciales, que son dirigidas a las personas en condición de discapacidad visual, específicamente aquellas tecnologías relativas al desplazamiento de la persona. Asimismo se estudiarán aquellos temas que nos serán útiles en el desarrollo del diseño, el cual será explicado más ampliamente en el modelo teórico. Luego, se plantearán los requerimientos del equipo que deberán cumplirse para lograr alcanzar los objetivos anteriormente planteados. Se presentarán los equipos seleccionados, así como el principio de funcionamiento del diseño propuesto. Finalmente, se mostraran los resultados a las pruebas realizas para estudiar los límites de los equipos seleccionados, así como pruebas del funcionamiento correcto del equipo diseñado y las conclusiones a las que se ha llegado.Item Diseño e implementación de un dispositivo electrónico de ayuda de desplazamiento para personas ciegas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-06-03) Quezada Castillo, Juan Manuel; Vilcahuamán Cajacuri, Luis AlbertoLas personas ciegas presentan diversas dificultades al desarrollar sus actividades en el día a día. Una de estas actividades es desplazarse de un lugar a otro. Para este fin generalmente utilizan una herramienta, el bastón para ciegos es la más común, de tal manera que logren evadir los obstáculos que puedan presentárseles en su andar, con la finalidad de evitar golpes o caídas. Existen dispositivos electrónicos de ayuda de desplazamiento (Electronic Travel Aid, ETA) los cuales tienen la característica de detectar los obstáculos sin la necesidad de hacer contacto directo con estos a diferencia del bastón. El precio de adquisición de estos dispositivos es relativamente elevado para un gran número de personas con problemas de visión (entre 420.00 y 1295.00 dólares americanos). Por lo tanto, solo las personas capaces de pagar estos precios pueden beneficiarse con estos avances tecnológicos. Se diseñó e implementó un dispositivo electrónico de ayuda de desplazamiento para personas ciegas de bajo costo y de fácil manejo que permita detectar obstáculos ubicados en la parte frontal de la persona a un rango de 150 centímetros, además de detectar desniveles. En el desarrollo del proyecto se utilizó cinco sensores ultrasónicos, tres para detectar los objetos que se encuentren adelante y dos para detectar los desniveles. Por otro lado, para advertir a la persona ciega de los diversos obstáculos se utilizaron motores vibradores. La intensidad de vibración varía según la altura a la cual los tres sensores encargados de la detección de objetos identifiquen un obstáculo. El sistema se encuentra acoplado a un bastón. Finalmente, realizadas las pruebas se analiza la funcionalidad del dispositivo diseñado y el cumplimiento de los objetivos establecidos con el propósito de determinar si el sistema podría brindar una nueva alternativa de desplazamiento en busca de mejorar la calidad de vida de las personas ciegas.