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MEJORA CONTINUA DE UN BIPEDESTADOR MOVIL INFANTIL: COMO ELEMENTO CLAVE EN LA CALIDAD DEL PRODUCTO

Nelson Aros Marcela Aros

Universidad de La Frontera, Facultad de Ingeniera, Ciencias y Administracin Departamento de Ingeniera Elctrica, Email: naros@ufro.cl

Resumen La importancia de la bipedestacin en el ser humano tiene relacin a los beneficios asociados a sta. La carencia de controlar esta postura ha requerido disear sistemas mecnicos que permitan esta posicin, adems la incorporacin de un sistema de desplazamiento controlado por el usuario, han logrado que personas minusvlidas realicen tareas cotidianas, mejorando su autoestima. En este trabajo se desarrolla la evaluacin de un prototipo de un bipedestador mvil infantil, como elemento clave para la mejora continua y calidad del producto. Palabras clave: evaluacin de producto; bipedestador; mejora continua; metodologa QFD; diferencial semntico.

Abstract The importance of standing position for humans is related to the benefits associated with it. The lack of control in this position has required to design a mechanical systems that allow it, in addition, the incorporation a displacement controlled system by the user, have allowed to disabled people perform tasks of daily living, and improve their self-esteem. This paper develops an evaluation of a prototype of a mobile stander for child, as the key for continuous improvement and quality of the product. Keywords: product evaluation; stander; continuous improvement; QFD methodology; semantic differential

1. Introduccin El origen de la bipedestacin es el origen del hombre. Dos millones de aos antes que de que el ser humano fuese hbil, camino bpedo, qu motivo este cambio? Son numerosas las hiptesis que han intentado desvelar este enigma (Nuez, 2007). Sin embrago, en Chile la discapacidad de movilidad es una de las ms frecuentes que afecte a la poblacin, aproximadamente 350 mil personas, de las cuales el 8,6% es menor de 20 aos (CASEN, 2006). Cuando hablamos de trastornos o dficits motrices nos referimos a personas que presentan problemas en la ejecucin de sus movimientos, en su motricidad en

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general, independientemente de la causa desencadenante. Dentro de las causas de discapacidad motora infantil en Chile la ms frecuente es la parlisis cerebral, otras son las distrfias musculares y polineuropatas congnitas. Todos estos nios y sus familias tienen un deterioro importante de su calidad de vida debido, en el nio a falta de autonoma, depresin y dolor fsico, y en la familia por disfuncin, depresin y empobrecimiento (Reyes, 2005).

Tabla1: beneficios de la posicin bpeda. (Cares, 2005)

Fsicos Funcional Psicolgicos

Alivia: Otorga integracin en: Mejora:

la presin de los msculos Escuela Independencia

funcin de la vescula Tiempo libre Autoestima

contracturas musculares Casa Comunicacin

respiracin Terapia Interaccin ojo a ojo.

Actividad circulatoria Vida diaria Calidad de vida

La bipedestacin tiene importantes implicaciones psicolgicas y fisiolgicas para el desarrollo del nio (Tabla 1). La verticalidad mejora la atencin y facilita las interacciones sociales, poniendo al nio al nivel de los ojos con sus compaeros y adultos (Cares, 2005). Dentro de los beneficios mdicos se puede expresar una reduccin de la descalcificacin u osteoporosis, debido a que el cuerpo humano est preparado fisiolgicamente para adoptar una posicin bpeda, si esta posicin no se asume frecuentemente, los huesos se debilitan y en consecuencia se descalcifican. La osteoporosis afecta a ms del 60% de estos nios y al menos un 26% a los 10 aos ha tenido una fractura. El 44% de los nios deambulantes, despus de una fractura de extremidades inferiores, no recupera la capacidad de caminar (Reyes, 2005). La posicin vertical del cuerpo implica cierto trabajo para los msculos de las piernas, reducindose con ello la aparicin de espasmos y contracciones musculares, lo cual ayuda a prevenir la atrofia muscular. Tambin se mejora la circulacin sangunea, debido a que el riego sanguneo se ve estimulado por el movimiento muscular. Como resultado de adoptar la posicin bpeda, el sistema cardiovascular se fortalece y se reduce la inflamacin de las extremidades inferiores, adems, ayuda a reducir las lesiones derivadas de la posicin sedente, entre ellas, la aparicin de lceras o llagas ocasionadas por la presin (Len, 2005).

La tendencia actual y hacia donde apunta la investigacin en los campos de la rehabilitacin de personas con discapacidades motrices, es la de desarrollar ayudas para la movilidad basadas en soluciones tecnolgicas avanzadas con origen en la robtica y la automatizacin electrnica (Crdenas, 2007). La actual oferta de productos para la discapacidad es amplia, sin embargo se puede disear un producto con unas excelentes prestaciones, pero fracasar por no tener la acogida esperada en el mercado. Esta situacin nos indicara que el diseo se ha hecho a espaldas del cliente o que, aun habiendo intentado conocer sus expectativas, se ha fracasado a la hora de traducirlas a caractersticas del producto.

En todo proceso de desarrollo y lanzamiento de producto, la definicin y el concepto de producto son factores influenciados por el mercado. En consecuencia, los requerimientos, necesidades y deseos de los consumidores son aspectos estratgicos, y cada vez ms incrementan su importancia. Es decir, que los productos deben generar valores que sean

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apreciados por el pblico objetivo y en consecuencia influenciar la decisin de compra. El escenario actual, caracterizado por un mercado global, genera altas exigencias de los consumidores, que sin duda representa enormes desafos para las industrias de productos y servicios. En este contexto, las metodologas, tcnicas y herramientas para el desarrollo de productos orientado a la satisfaccin del cliente, dentro de modelos de trabajo, han adquirido una enorme importancia para alcanzar la competitividad esperada (Vias, 2006). Una de las metodologas que se ha integrado con relevancia al proceso de desarrollo de productos es el Quality Function Deployment (QFD) o Despliegue de la Funcin de Calidad que est orientada a apoyar a los diseadores e ingenieros a definir el producto, sus componentes y procesos productivos, ponderando en sus decisiones las necesidades y deseos de los consumidores, a travs de un sistema de administracin de cada decisin y por cada fase del proceso de diseo. La aplicacin de QFD implica una filosofa empresarial que apuesta por la innovacin y la mejora continua, a travs del anlisis sistemtico del mercado, y la creacin de productos que respondan a las necesidades de sus clientes (Vias, 2006).

2. Objetivos

2.1 Objetivo general

Desarrollar un prototipo mvil para un bipedestador infantil a travs de un sistema elctrico que le otorgue mayor autonoma al usuario en su desplazamiento.

2.2 Objetivos especficos

Lograr una propuesta que este acorde con en el contexto local en trminos de procesos productivos y tecnologa existente.

Sistematizar los requerimientos subjetivos de los clientes, a travs una matriz de relaciones para la toma de decisiones durante el proceso de diseo.

3. Antecedentes En el siguiente apartado incluye informacin sobre los dispositivos utilizados como ayudas tcnicas para lograr la posicin bpeda. Esta informacin fue recogida de diversas fuentes, como catlogos, revistas mdicas, entre otras. Primeramente, Las ayudas tcnicas se refieren a aparatos que estn diseados para ayudar a conseguir o mejorar la funcin para tener una mayor independencia (OShea, 2006), es cualquier producto, instrumento, equipo o sistema tcnico usado por una persona con discapacidad, fabricado especialmente o disponible en el mercado, para prevenir, compensar, mitigar o neutralizar la deficiencia. De esta manera, las ayudas tcnicas pueden ofrecer a los nios con discapacidad motriz la oportunidad de participar ms plenamente y llegar a ser ms independientes en su vida diaria (Palisano, 2007).

3.1 mobiliario utilizado para la bipedestacin existente en el mercado Hay una gran variedad (Ver figura 1) de bipedestadores: en supina o ventrales, en prono o dorsales. La posicin prona y/o supina son instancias Intermedias para acercar al nio a la

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verticalidad, de tal manera que tanto la estructura sea como muscular vayan asumiendo paulatinamente la posicin vertical, as el cuerpo por su propio peso toma conciencia de s mismo en el espacio. Los bipedestadores pueden ser estticos y mviles, o los que pueden pasar de sentado a bipedestacin (Palisano, 2007). Las sillas de ruedas de bipedestacin son un tipo especial de dispositivos para ayudar a adoptar la posicin bpeda a personas con movilidad limitada, o nula, de las extremidades superiores e inferiores (Len, 2005). Con los bipedestadores estticos, las extremidades inferiores por lo menos la parte baja del tronco- estn sujetas con firmeza con cintas acolchadas (Gudjonsdottir, 2002). El bipedestador puede estar encima de una base con ruedas, lo que permite que el nio sea transportado a distancias cortas mientras est en bipedestacin. A menudo, son necesarios los splints u ortesis para mejorar la alineacin del tobillo y del pie, y la distribucin del peso en carga (Stuberg, 1992).

Figura 1: Tipos de bipedestadores

En los centros de rehabilitacin de Chile esta necesidad de bipedestacin de los nios con discapacidad es cubierta por dispositivos artesanales basados en sistemas productivos simple, que privilegia la mano de obra, antes que el uso de maquinarias y tecnologas de punta (Ver figura 2). De los cuales pueden detectarse algunas ineficiencias del mobiliario existentes en estos centros:

No proporcionan mayor acogida desde el punto de vista formal, no estimulan su uso.

No poseen las medidas ergonmicas requeridas para el usuario.

Desvinculan al usuario de su entorno inmediato, no permiten el movimiento del nio, ofrecindoles solamente una posicin, sin la posibilidad de actuar de forma independiente.

Esta ultima ineficiencia es la ms primordial de ser atendida, pues dentro de la poblacin de personas con discapacidad motriz existe la gran necesidad de poder movilizarse libremente y en forma independiente, es aqu entonces donde surge la idea de llevar a cabo proyectos de diseo de transmisin para mviles que les brinde una mejor calidad de vida.

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Figura 2: Sistema empleado en los centros de rehabilitacin de Chile (Beckers, 2001)

3.2. Vehculos para Discapacitados Elctricos En los ltimos aos, el desarrollo cientfico y tecnolgico en ingeniera, mecnica, electricidad, computacin y robtica, le han dado un enorme impulso y desarrollo a la rehabilitacin integral. Este avance significativo en nuevas tecnologas, se ha traducido, por ejemplo en la elaboracin de sillas de ruedas elctricas de alta calidad, con tecnologas desarrolladas principalmente en Estados Unidos, Europa y Asia, con los cuales se ha mejorado la calidad de vida de personas con discapacidad fsica, facilitndoles la integracin social. Las sillas elctricas pueden proporcionar a los nios un medio de movilidad independiente que permita una participacin activa en sus vidas diarias (Bottos, Bolcati, Sciuto, Ruggeri, & Feliciangeli, 2001) Los nios pueden explorar el entorno, sentir el control, tomar decisiones y aprender de los errores (Deitz, Swinth, & White, 2002; Nilsson & Nyberg, 2003).

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En Chile las importaciones de sillas de ruedas elctricas (Ver figura 3) se realizan principalmente desde el continente asitico, especficamente desde Taiwn y China, en un porcentaje menor se realizan importaciones desde pases pertenecientes a la Unin Europea y Estados Unidos. Nuestro pas por ejemplo ingresa entre un 8% y un 10% de la cantidad total de sillas de ruedas desde Alemania, donde sus marcas se han posicionado en la mente del consumidor con productos de calidad y prestigio, lo cual se ve reflejado en el precio final de los mismos (Crdenas, 2007) La realidad econmica de Chile hace algunos aos no permita a todas las familias acceder a los ltimos avances para mejorar la calidad de vida de las personas con discapacidad.

Figura 3: Importaciones chilenas de sillas de ruedas elctricas mensuales. Ao 2007

Sin embargo, los datos recogidos de las importaciones chilenas de silla de ruedas electicas corresponden productos destinados para usuarios adultos, en la actualidad los dispositivos que cumplen las funciones de transporte de nios discapacitados, estn concebidos desde la dependencia, es decir, consideran en ocasiones la participacin de un tercero, ms an, estos dispositivos recogen al cuerpo en una posicin sentada (silla de ruedas), lo que conlleva alteraciones fisiolgicas, limitaciones en desplazamientos y lo ms significativo condiciona las relaciones interpersonales (Beckers, 2001). Por lo tanto, se origina una oportunidad de dar respuesta a las necesidades de desplazamiento de un nio con dificultades para su automovilidad.

4. Metodologa

Para realizar la propuesta del bipedestador, se utiliz la metodologa de mejora continua, que se define como pequeos cambios incrementales en los procesos productivos que permiten mejorar algn indicador de rendimiento (Grtter citado en Marin-Garcia) La mejora continua est basada en el ciclo de Deming, compuesto por cuatro fases: estudiar la situacin actual, recogiendo los datos necesarios para proponer las sugerencias de mejora; poner en marcha las propuestas seleccionadas a modo de prueba; comprobar si la propuesta ensayada est proporcionando los resultados esperados; e implantar y estandarizar la propuesta con las modificaciones necesarias. La mejora continua que se lleva a cabo en los diferentes espacios de desarrollo de un producto, usualmente es conocida como innovacin incremental, procesos

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productivos, materias primas, equipos u operaciones existentes no cambian sustancialmente, y en lo general no requieren inversiones significativamente altas. (Ver figura 4)

Figura 4: Ciclo de Deming

5. Propuesta En este apartado se presentan las especificaciones tcnicas principales del mvil en cuanto a su estructura y funcionalidad. Se describen las diferentes partes que conforman el diseo, tanto en lo que respecta a la funcionalidad del mismo, como a detalles ms especficos de los aspectos electrnicos y mecnicos. (Ver figura 5)

5.1 sistema mecnico

El sistema mecnico est considerado en primer lugar por el chasis, el cual es el encargado del armazn en general y adems contempla todo el sostn del mvil y usuario;

5.2 sistema elctrico

El encargado de darle toda la autonoma al mvil es el sistema elctrico el cual est compuesto por la batera, motores y sistema de control.

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Batera. La alimentacin del mvil es responsabilidad de una batera de ciclo profundo de 12 Volt y 34 Ah, caracterizadas por permitir su descarga de forma completa y volverse a cargar sin que se daen a diferencia de las bateras comunes existentes, como por ejemplo las de plomo cido utilizadas habitualmente en los automviles, las que al descargarse o agotarse completamente se van deteriorando cada vez ms.

Motor. El accionamiento necesario para el movimiento recae en dos motores de corriente continua, de 350 [Watt] y 12 [V] cada uno y de imn permanente. La corriente consumida por los motores en operacin dependiendo de la exigencia por el usuario es de 8 a 12 [A]. Control. La idea de este recurso es proporcionar el mayor grado de control del usuario sobre los movimientos de la plataforma con el mnimo esfuerzo posible, teniendo en consideracin las escasas posibilidades motrices de los eventuales usuarios. En forma sencilla se logran transmitir rdenes electrnicas de alto nivel, independizando a la persona en su conduccin con un control absoluto de su entorno. Adems el elemento actuador recae en dos Puentes H (el puente H es una interfaz que se considera bsicamente como un sistema de conmutacin controlado por dos seales digitales de baja potencia), cuya configuracin permite el retroceso del mvil.

Figura 5: Prototipo Bipedestador

6. Evaluacin del Prototipo En esta fase del producto es fundamental realizar una evaluacin, siendo uno de los principios bsicos de la calidad, la prevencin y las mejoras continuas que se pueden realizar al producto; cuyo objetivo est plenamente basado en detectar disfunciones tan rpidas como sean posibles, pues los productos que han pasado por una evaluacin exhaustiva antes de su desarrollo tienen 2,4 veces ms posibilidades de ser exitosos comercialmente que aquellos que no han sido sometido a una evaluacin (Baxter, 2002). Para ello se utilizo la matriz de Planificacin de Demandas (Aros, 2011)

6.1. Elaboracin del Diferencial Semntico

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Se elabor un test de diferencial semntico de Osgood (1957) utilizando el modelo conceptual de Aros (2009) con un total de 12 pares de adjetivos. Para la seleccin de estos adjetivos se consultaron artculos en catlogos mdicos sobre los dispositivos utilizados como ayudas tcnicas para lograr la posicin bpeda. Se determin 4 escalas para representar cada factor, tratando de abarcar su mxima saturacin en ese factor y mnima sobre los otros.

En la encuesta se pregunt a los sujetos participantes su opinin sobre 3 productos, 2 de ellos correspondientes a productos disponibles en el mercado. A pesar de existir una gran variedad de bipedestadores: en supina o ventrales, en prono o dorsales, se eligi un producto por categora de bipedestador (Aros, 2011) que corresponde a las siguientes:

Primera categora: Este grupo corresponden a artefactos construidos de manera artesanal, por este motivo no se considero en la evaluacin, pues productos que privilegia la mano de obra, antes que el uso de maquinaria y procesos industriales. (ver Figura 6)

Figura 6: Bipedestador 1 categora

Segunda categora: Este grupo pone nfasis en disfrazar esta marcacin de la discapacidad con colores saturados, vivos y formas amigables que permiten contextualizar el producto en funcin del usuario al cual estn destinados (ver Figura 7).

Tercera categora: Para este grupo se hace referencia y presenta una carga simblica fuerte de producto hospitalario u ortopdico (ver Figura 8). El uso de los colores es neutralizado y suavizado, sus formas tambin estn ms cuidadas, las vinculaciones y regulaciones ms simplificadas o, de alguna manera ocultada para generar esta apariencia ptima.

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Figura 7: Producto Seleccionado Bipedestador 2 categora

Figura 8: Producto Seleccionado Bipedestador 3 Categora

7. Resultados Una vez elegidos los pares de atributos semnticos e imgenes, se pas el test para evaluar los productos a travs de Diferencial Semntico a un total de 30 padres de nios con discapacidad motora, pues ellos son los consumidores potenciales que tiene el poder de definicin y aceptacin de los argumentos o razones por las cuales se basa la compra del producto. Adems era conviene saber si el requerimiento era considerado importante por los consumidores, para ello se pidi a los encuestados que evaluaran con una escala del 1 al 7 la atribucin de importancia para caracterstica del producto.

Uno de los principales hallazgos es que los encuestados le dan mayor importancia a la Dimensin Indicativa Instrumental, valoran al objeto segn el contexto de uso. Y la dimensin que cobra menos relevancia es la Simblica Social del producto, es decir, que para los encuestados es ms importante si el producto es seguro o peligroso que si pertenece a un gnero en particular (femenino-masculino).

Por otra parte, en la matriz se muestran los valores medios de la percepcin que los encuestados tienen de cada producto evaluado, que junto al atribucin de importancia que le dan a cada requerimiento es posible que el equipo de trabajo pueda determinar cules son las reas prioritarias en las que se puede mejorar.

En la matriz realizada para este caso de estudio (Ver Figura 9), se puede visualizar que los atributos ms importantes corresponden a la seguridad que otorga el producto, siendo el prototipo de bipedestador el mejor evaluado que los productos de competencia.

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Por ltimo, una de los factores que tiene una alta prioridad de ser mejorado es la capacidad de transformacin, pues es una caracterstica que tiene relevancia para los encuestados, sin embargo, se puede visualizar en la evaluacin de los productos que ninguno de ellos fue bien evaluado, por lo tanto es una caracterstica ausente, pero que en caso de encontrarla, proporcionaran gran satisfaccin.

Alta prioridad Mediana prioridad Baja prioridad

CALIDAD

Esp

erad

a

Mej

orab

le

sobr

e-sa

tisfa

cci

n:

Atri

buci

n d

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porta

ncia

Evaluacin Producto

(Diferencial Semntico)

w -3 -2 -1 0 1 2 3

DIM

ENSI

N

DEL

OB

JETO

Est

tic

o

Form

al

Feo- Bonito 1 w Voluminoso-Ligero 2 w Frio-Clido 5 w Tosco-Delicado 6 w

Indi

cativ

a

Inst

rum

enta

l

Seguro-Peligroso 1 w Dinmico-Esttico 2 w Inalterable-Transformable 2

w

Resistente-Frgil 2 w

Sim

blic

o

Soc

ial

Infantil-Maduro 3 w Barato-Costoso 4 w Masculino-Femenino 6 w Formal-Informal 7 w

Figura 9: Matriz realizada para el caso de estudio

A partir de los datos sistematizados en la Matriz es posible determinar que los factores prioritarios que deben ser atendidos corresponden a los siguientes: que el producto sea bonito, ligero, dinmico, transformable e infantil.

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7. Conclusiones La mayora de los investigadores reconoce la importancia de contar con mtodos estructurados de diseo y coinciden en la necesidad de un mejor entendimiento de la voz del consumidor, siendo necesaria su consideracin durante las decisiones realizadas en desarrollo y lanzamiento de un producto, factor clave para el xito comercial de ste. Por lo mencionado anteriormente, algunos investigadores del diseo se han dedicado a proporcionar los mtodos necesarios para captar la voz del cliente, siendo uno de los ms utilizados el QFD, que es un mtodo grfico mediante el cual se relacionan las necesidades del cliente con los atributos del diseo. Utilizando una estructura matricial se puede determinar los grados de relacin entre los deseos de los clientes y el cmo llevarlos a cabo en la realizacin del producto.

La tarea del diseador es por lo tanto integrar los deseos y demandas de sus usuarios, traducirlos en signos de manera que puedan ser comprensibles por el usuario potencial, considerando los factores subjetivos, adems de aspectos tcnicos. Pero la fuente de informacin para las necesidades subjetivas es el usuario, las cuales se distinguen por dos caractersticas que dificultan la interpretacin y conversin de las necesidades en atributos del producto (Len, 2005):

1. La naturaleza lingstica asociada al mismo, carente de implicacin directa a las propiedades deseadas del objeto.

2. La dificultad para interpretar, categorizar y traducir las necesidades del usuario en especificaciones del producto.

Por esta razn, es importante desarrollar herramientas que sistematicen los requerimientos subjetivos de cliente, facilitando la tarea del diseador de producto en la toma de decisiones. De la experiencia de aplicacin de la Matriz Propuesta se puede concluir que puede reducir el tiempo de desarrollo porque se centra en requerimientos especficos del cliente y claramente identificados.

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Correspondencia: Nelson Hernn Aros Oate. E-mail: naros@ufro.cl