Diseño de sistema de carga para soldados colombianos orientado a disminuir el gasto energético por portar una maleta militar

En la vida militar, el transporte de cargas es una actividad inevitable durante las operaciones militares y entrenamiento. Habitualmente los soldados usan un morral de campaña para transportar indumentaria, suministros, municiones, equipos, entre otros. Los soldados de infantería usualmente transpor...

Full description

Autores:
Pérez Cualtán, Camilo Eduardo
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2018
Institución:
Universidad Autónoma de Occidente
Repositorio:
RED: Repositorio Educativo Digital UAO
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:red.uao.edu.co:10614/15786
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/10614/15786
https://red.uao.edu.co/
Palabra clave:
Ingeniería Biomédica
Diseño centrado en el ser humano
Morral de carga suspendida
Transporte de carga
Biomecánica
Human-centered design
Suspended load backpack
Load carriage system
Biomechanics
Rights
closedAccess
License
Derechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2018
id REPOUAO2_c940af71a5240a8b291611d3aad785c2
oai_identifier_str oai:red.uao.edu.co:10614/15786
network_acronym_str REPOUAO2
network_name_str RED: Repositorio Educativo Digital UAO
repository_id_str
dc.title.spa.fl_str_mv Diseño de sistema de carga para soldados colombianos orientado a disminuir el gasto energético por portar una maleta militar
title Diseño de sistema de carga para soldados colombianos orientado a disminuir el gasto energético por portar una maleta militar
spellingShingle Diseño de sistema de carga para soldados colombianos orientado a disminuir el gasto energético por portar una maleta militar
Ingeniería Biomédica
Diseño centrado en el ser humano
Morral de carga suspendida
Transporte de carga
Biomecánica
Human-centered design
Suspended load backpack
Load carriage system
Biomechanics
title_short Diseño de sistema de carga para soldados colombianos orientado a disminuir el gasto energético por portar una maleta militar
title_full Diseño de sistema de carga para soldados colombianos orientado a disminuir el gasto energético por portar una maleta militar
title_fullStr Diseño de sistema de carga para soldados colombianos orientado a disminuir el gasto energético por portar una maleta militar
title_full_unstemmed Diseño de sistema de carga para soldados colombianos orientado a disminuir el gasto energético por portar una maleta militar
title_sort Diseño de sistema de carga para soldados colombianos orientado a disminuir el gasto energético por portar una maleta militar
dc.creator.fl_str_mv Pérez Cualtán, Camilo Eduardo
dc.contributor.advisor.none.fl_str_mv Campo Salazar, Oscar Iván
dc.contributor.author.none.fl_str_mv Pérez Cualtán, Camilo Eduardo
dc.contributor.corporatename.spa.fl_str_mv Universidad Autónoma de Occidente
dc.contributor.jury.none.fl_str_mv Escobar Nuñez, Emerson
González V., Andrés Mauricio
dc.subject.proposal.spa.fl_str_mv Ingeniería Biomédica
Diseño centrado en el ser humano
Morral de carga suspendida
Transporte de carga
Biomecánica
topic Ingeniería Biomédica
Diseño centrado en el ser humano
Morral de carga suspendida
Transporte de carga
Biomecánica
Human-centered design
Suspended load backpack
Load carriage system
Biomechanics
dc.subject.proposal.eng.fl_str_mv Human-centered design
Suspended load backpack
Load carriage system
Biomechanics
description En la vida militar, el transporte de cargas es una actividad inevitable durante las operaciones militares y entrenamiento. Habitualmente los soldados usan un morral de campaña para transportar indumentaria, suministros, municiones, equipos, entre otros. Los soldados de infantería usualmente transportan cargas superiores al 30% de su peso corporal. Por lo general, se requiere que los soldados transporten cargas pesadas a largas distancias y durante períodos prolongados. Los soldados deben llevar los suministros necesarios para determinadas operaciones militares, pero cuando se transporta una carga (morral de campaña) el gasto energético aumenta, lo que provoca una reducción en el rendimiento del soldado. La carga transportada tiene un movimiento similar al desplazamiento vertical del centro de masa (COM) del soldado durante la marcha, esto hace que las fuerzas de aceleración generadas por la carga que actúan sobre el cuerpo del soldado, aumenten significativamente, y por lo tanto aumenta el gasto energético. Se determinó los requerimientos del usuario y se generó especificaciones de ingeniería donde se determinó el objetivo del proyecto, el cual fue desarrollar un sistema de transporte de carga militar para suspender la carga y reducir su desplazamiento vertical, orientado a disminuir las fuerzas de aceleración que actúan sobre el soldado, con el fin de reducir el gasto energético. Se diseñó e implementó una suspensión mecánica, se diseñó un modelo CAD del sistema de carga y posteriormente se implementó un prototipo de sistema de transporte de carga militar. Se realizaron pruebas experimentales para validar el funcionamiento del prototipo desarrollado y se llevó a cabo una prueba piloto para evaluar el efecto del sistema de transporte de carga mediante parámetros cinéticos en cuatro sujetos miembros de las fuerzas militares. Los resultados muestran una reducción en la excursión vertical de la carga, como se había predicho en el modelo empleado. De igual forma la fuerza vertical total de reacción del suelo disminuyó al transportar una carga usando el prototipo de sistema de carga, respecto al morral de campaña
publishDate 2018
dc.date.issued.none.fl_str_mv 2018-04-06
dc.date.accessioned.none.fl_str_mv 2024-08-30T20:13:47Z
dc.date.available.none.fl_str_mv 2024-08-30T20:13:47Z
dc.type.spa.fl_str_mv Trabajo de grado - Pregrado
dc.type.coarversion.fl_str_mv http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85
dc.type.coar.eng.fl_str_mv http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.content.eng.fl_str_mv Text
dc.type.driver.eng.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.redcol.eng.fl_str_mv http://purl.org/redcol/resource_type/TP
dc.type.version.eng.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
format http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.spa.fl_str_mv Pérez Cualtán, C. E. (2018). Diseño de sistema de carga para soldados colombianos orientado a disminuir el gasto energético por portar una maleta militar. (Proyecto de grado). Universidad Autónoma de Occidente. Cali. Colombia. https://hdl.handle.net/10614/15786
dc.identifier.uri.none.fl_str_mv https://hdl.handle.net/10614/15786
dc.identifier.instname.spa.fl_str_mv Universidad Autónoma de Occidente
dc.identifier.reponame.spa.fl_str_mv Respositorio Educativo Digital UAO
dc.identifier.repourl.none.fl_str_mv https://red.uao.edu.co/
identifier_str_mv Pérez Cualtán, C. E. (2018). Diseño de sistema de carga para soldados colombianos orientado a disminuir el gasto energético por portar una maleta militar. (Proyecto de grado). Universidad Autónoma de Occidente. Cali. Colombia. https://hdl.handle.net/10614/15786
Universidad Autónoma de Occidente
Respositorio Educativo Digital UAO
url https://hdl.handle.net/10614/15786
https://red.uao.edu.co/
dc.language.iso.spa.fl_str_mv spa
language spa
dc.relation.references.none.fl_str_mv ABARAOGU, U. et al. Effect of Backpack Strap Patterns on Gait Parameters in Young Adults at Self-Selected Normal and Fast Walking Speeds. En: PMR Journal
July 2017. Vol. 9, no. 7, P 676–682
ACKERMAN J. SEIPEL J. A model of human walking energetics with an elasticallysuspended load. En: Journal of Biomechanics, June 3, 2014. Vol 47, no. 8, P 1922–
----------. Coupled-Oscillator model of locomotion stability with Elastically-Suspended Loads. Proceedings of the ASME 2011 International Design Engineering Technical
Conferences & Computers and Information in Engineering Conference IDETC/CIE 2011.
ALBARRAN J. Fundamentos del KBE (knowledge based engineering). aplicación al diseño de engranajes de ejes paralelos con catia v5. Escuela Superior de
Ingenieros, España. 2008
ALMARIO D. Universidad Autónoma de Occidente. Apuntes de Clase: Sistemas Dinámicos. Departamento de Automática y Electrónica. Cali, Colombia. 2015.
ANDRE, S. Optimization of Valve Damping. [En línea] Tesis de maestría en ciencia. Linkoping University, Department of Management and Engineering. 2013
[Consultado el 11 de octubre de 2017] Disponible en: http://www.divaportal.se/smash/get/diva2:699726/FULLTEXT01.pdf
ARIAS, S. Cabo de la Vigésima Tercera Brigada del Ejército Nacional de Colombia. Pasto, Colombia. Observación inédita. 13 de enero 2017.
BANCO MUNDIAL. Personal de las fuerzas armadas Colombia, Indicadores del desarrollo mundial. Resumen por país. [En línea]. En: BANCO mundial de datos.
2015. Code: MS.MIL.TOTL.P1 [Consultado el 2 de Sep. 2016]. Disponible en Internet: http://datos.bancomundial.org/
BEER, F. et al. Mecánica vectorial para ingenieros. DINÁMICA. 9 Edición. Ed McGrawHill. 2010. 602p
BELTRAN F. Teoría General del Método de los Elementos Finitos. Departamento de Mecánica Estructural y Construcciones Industriales [En línea] ETS Ingenieros
Industriales Madrid. [Consultado el 17 de diciembre de 2017]. Disponible en Internet: http://www.demecanica.com/TeoriaEst/archivos/TeoriaMEF.pdf
BIRRELL S, HASLAM R. The effect of load distribution within military load carriage systems on the kinetics of human gait. En: Applied Ergonomics. Jul. 2010 vol. 41
no.4 p. 585-90.
HOOPER, R.H., HASLAM, R.A.: The effect of military load carriage on ground reaction forces. En: Gait. Posture Oct. 2007 vol. 26 no. 4 p. 611–614
CAMPO O. Universidad Autónoma de Occidente. Apuntes de Clase: Diseño Biomecánico 1. Departamento de Automática y Electrónica. Cali, Colombia. 2016.
CARPENTIER J. et al. On the Centre of Mass Motion in Human Walking. En: International Journal of automation and computing. Springer Verlag, 2017,vol. 14
no. 5, p. 551.
CHAMBERS H. SUTHERLAND D. A Practical Guide to Gait Analysis. En: Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons, May/June 2002 Vol 10, No 3,
p222-231.
CUPICH, M. ELIZONDO, F. Amortiguadores Magnetorreológicos. [En línea] Ponencia presentada en el V congreso mexicano de acústica. 1998. [Consultado el
25 de Ago. De 2017] Disponible en internet: file:///C:/Users/TOSHIBA/Downloads/2_Miguel_Cupich_et_al_Amortiguadores.pdf
DAGGE R. FILGUEIRAS E. Military Weight Transportation Systems: A Biomechanical and Design Based Approached Review. [En línea]. 6th International
Conference on Applied Human Factors and Ergonomics (AHFE 2015) and the Affiliated Conferences, AHFE 2015
DEAN, C.E. The Modern Warriors Combat Load, Dismounted Operations in Afghanistan US Army Research. [En línea]. Development and Eng Command,
Natick Soldier Center. Disponible en Internet: http://thedonovan.com/archives/modernwarriorload/ModernWarriorsCombatLoadReport.pdf
DELAUNE V. Puntos gatillo. Tratamiento para aliviar el dolor. [En línea] Editorial Paidotribo, 2013[Consultado el 15 de agosto de 2017]. Disponible en Internet:
http://www.herrerobooks.com/pdf/PAI/9788499104461.pdf
EJÉRCITO NACIONAL DE COLOMBIA. Glosario - Fuerzas Militares de Colombia. [En línea]. Bogotá D.C. ejercito.mi [Consultado el 11 de Sep. 2016]. Disponible en
Internet: http://www.ejercito.mil.co/
---------. Misión y Visión Fuerzas Militares de Colombia. [En Línea]. Bogotá D.C. ejercito.mi [Consultado el 11 de Sep. 2016]. Disponible en Internet: http://www.ejercito.mil.co/
EJÉRCITO NACIONAL DE COLOMBIA.NORMA NTMD-0003-A6:2004. Ficha técnica morral de campaña. Ejercito Nacional. 2012.
EPSTEIN, Y. et al. External load can alter the energy cost of prolonged exercise. En: European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology February
1988vol. 57 no. 2 p. 243
EXPLAINTHATSTUFF.Gas Spring. How a gas spring works [En línea] explainthatstuf [Consultado el 7 de octubre 2017]. Disponible en Internet: http://www.explainthatstuff.com/gassprings.html
FOISSAC M. et al. Characterization of the mechanical properties of backpacks and their influence on the energetics of walking. En: Journal of Biomechanics, Junio
2009. vol.42 no 2
GARD S. et al. Comparison of kinematic and kinetic methods for computing the vertical motion of the body center of mass during walking. En: Human Movement
Science, Apr, 2004 vol 22,no. 6. p. 597–610.
GONZALES A. Universidad Autónoma de Occidente. Apuntes de Clase, Diapositiva Arquitectura de Productos: Diseño Biomédico. Departamento de Automática y
Electrónica. Cali, Colombia. 2017
GRIMMER K. Adolescent standing postural response to backpack loads. En: Musculoskeletal Disorders, 2002, vol. 3, no 1, p. 10
GRIVE, D. RUTH, J. The relationship between length of stride, step frequency, time of swing and speed of walking for childrens and adults. En: Ergonomics. 1966. Vol.
9, no. 5 P. 379-399
HAYKIN S, VAN B. Signals and systems. Ed Wiley, Segunda Edición. 2005. p. 23
JI, T. PACHI, A. Frequency and velocity of people walking. En:The Structural Engineer, 2005. vol83, p.36- 40, 2005.
KIRTLEY, C. Clinical gait anaylisis, Theory and practice. En: ELSEVIER Churchill Livingstone. p.94. 2006
KNAPIK, J., et al. Institute, B.: Load Carriage in Military Operations: A Review of Historical, Physiological, Biomechanical, and Medical Aspects. En: Defense
Technical Information Center, ADA330082. p.44. 1997.
------------. Load Carriage Using Packs: A Review of Physiological, Biomechanical and Medical Aspects. En: Applied Ergonomics. Junio 1996, Vol. 27, no. 3. P 207-
KNAPIK, Joseph. Soldier Load Carriage: Historical, Physiological, Biomechanical, and Medical Aspects En: Military Medicine, USA, 2004 Vol. 169.p.45-53
KNUDSON D. Fundamentals of biomechanics. Second Edition, Ed. Springer. 2007. 125p
LI D. LI T. et al. A simple model for predicting walking energetics with elasticallysuspended backpack. En: Journal of Biomechanics, Diciembre 8, 2016 Vol. 49, no.
16, P 4150–4153
LOBET S.et al. Three-Dimensional Gait Analysis Can Shed New Light on Walking in Patients with Haemophilia. En: The Scientific World Journal. 2013,
Protocolo Gasto Energético, curso de ergonomía. [En línea] Escuela Colombiana De Ingeniería Julio Garavito [Consultado el 24 de Mar. 2017]. Disponible en Internet:
http://www.escuelaing.edu.co/uploads/laboratorios/5357_gasto.pdf
PUTRA N. et al. Dynamic Modeling and Simulation of the Suspended-Load Backpack to Obtain Optimal Suspension Parameters and Reducing Effect of Ground
Reaction Force. WCB 2010, IFMBE Proceedings 31, p. 111–114, 2010.
QUICENO J. QUINTERO L. Análisis De Gasto Energético Con Base En El Uso De Sensores Shimmer Durante La Actividad Física En Estudiantes De Básica
Secundaria En Un Colegio De La Ciudad De Cali. [En línea] Tesis ingeniería biomédica. Universidad Autónoma de Occidente 2015. [Consultado el 12 de
diciembre de 2017] Disponible en: http://red.uao.edu.co/handle/10614/7823
QUILES, Joan. Nutrición básica humana. Valencia. Energía. Editorial PUV, 2011.261p
REDONDO R. Gasto energético en reposo. Métodos de evaluación y aplicaciones. En: Rev Esp Nutr Comunitaria, vol. 21no.1 p. 243-251.
RODRÍGUEZ Juan, VALENZUELA Julián, et al. Caracterización de las lesiones derivadas del entrenamiento físico militar. En: Rev Cuidarte, Vol. 7: 1219-26. p.
1224. 2016.
ROJAS O. ROJAS L. Diseño asistido por computador. [En línea]. En: Diseño y Tecnología. p. 8. 2008.
SÁNCHEZ–LACUESTA Javier. Biomecánica de la marcha humana normal y patológica. Instituto de Biomecánica de Valencia. Martín Impresores, SL. 1.993.
SARMIENTO, J. Escuela de Ingenieros Militares del Ejército Nacional de Colombia. Cartagena, Colombia. Observación inédita. Septiembre 2017.
SAUNDERS, J., INMAN, V., EBERHART, H., The major determinants in normal and pathological gait. En : J Bone Joint Surg Am. Jul 1953 . vol. 35-A. no.3 p. 543-58.
SEAY, Joseph F. Biomechanics of Load Carriage—Historical Perspectives and Recent Insights. En: The Journal of Strength & Conditioning Research, 2015, vol.
29, p. S129-S133.
SHIMMER. Sensor inercial. [En línea] Modulo Shimmer 2r [Consultado el 10 de octubre 2017]. Disponible en Internet: http://www.shimmersensing.com/
TONGEN, A. WUNDERLICH, R. Biomechanics of Running and Walking. [En línea] James Madison University. 2010 [Consultado el 12 de diciembre de 2017]
Disponible en Internet: http://www.mathaware.org/mam/2010/essays/TongenWunderlichRunWalk.pdf
ULLMAN, D. The mechanical design process. Fourth Edition. Ed. McGraw Hill. p. 334
ULRICH, Karl T. & EPPINGER, Steven D., Diseño y Desarrollo de Productos. 4ta Ed. 2009.125p
VALERO A. GOMEZ A. Tema 14: Salto con pértiga. [En línea]. Universidad de Murcia, Facultad de ciencias del deporte. [Consultado 3 de julio 2017] Disponible en
Internet: https://digitum.um.es/xmlui/bitstream/10201/25581/1/Tema%2014%2020Salto%20con%20P%C3%A9rtiga.pdf
VALERO E. Aportaciones a las máquinas eléctricas de flujo axial mediante la aplicación del método de elementos finitos. [En línea] Tesis Doctoral. Dpto de
Ingeniería Eléctrica UPC. 2004 [Consultado el 17 de diciembre de 2017] Disponible en internet: http://upcommons.upc.edu/handle/2117/93606
VASQUEZ S. Análisis de la marcha humana con plataformas dinamométricas. Influencia del transporte de carga. [En línea] Tesis doctoral. Facultad de medicina,
Universidad Complutense de Madrid. 2002. [Consultado el 12 de diciembre de 2017] Disponible en Internet: http://eprints.ucm.es/4401/
WETTENSCHWILER, Patrick D., et al. Mechanical predictors of discomfort during load carriage.En: PloS one, 2015, vol. 10, no 11, p. e0142
XU, X. An Investigation on the Interactivity between Suspended-load Backpack and Human Gait. [En línea] Tesis doctoral. Department of Industrial and Systems
Engineering, North Carolina State University. 2008. [Consultado el 12 de septiembre de 2017] Disponible en Internet: https://repository.lib.ncsu.edu/handle/1840.16/5621
ZHANG, L., XU, D., MAKHSOUS, M., LIN, F., Stiffness and viscous damping of the human leg. Proceedings of the 24th Annual Meeting of the American Society of
Biomechanics, 2000
dc.rights.spa.fl_str_mv Derechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2018
dc.rights.coar.fl_str_mv http://purl.org/coar/access_right/c_14cb
dc.rights.uri.spa.fl_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.rights.accessrights.eng.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/closedAccess
dc.rights.creativecommons.spa.fl_str_mv Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
rights_invalid_str_mv Derechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2018
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
http://purl.org/coar/access_right/c_14cb
eu_rights_str_mv closedAccess
dc.format.extent.spa.fl_str_mv 156 páginas
dc.format.mimetype.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.spa.fl_str_mv Universidad Autónoma de Occidente
dc.publisher.program.spa.fl_str_mv Ingeniería Biomédica
dc.publisher.faculty.spa.fl_str_mv Facultad de Ingeniería
dc.publisher.place.spa.fl_str_mv Cali
institution Universidad Autónoma de Occidente
bitstream.url.fl_str_mv https://red.uao.edu.co/bitstreams/cdd472a7-8f88-4b99-be28-e29e24329f1f/download
https://red.uao.edu.co/bitstreams/20d68ad3-9625-4ea9-943b-3abcfb549d8c/download
https://red.uao.edu.co/bitstreams/508b94c0-ee1c-4d03-b48b-40725e5b2866/download
https://red.uao.edu.co/bitstreams/a3b1bfd7-8534-43d4-80a0-ef5e93515baa/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 7e3d2ee08ecaaf501223f200e6059ae0
6987b791264a2b5525252450f99b10d1
2267270618377a5718466be6ee6b0bcd
bbea991ca3b38067f3f56612d8a1c357
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositorio Digital Universidad Autonoma de Occidente
repository.mail.fl_str_mv repositorio@uao.edu.co
_version_ 1814259898364461056
spelling Campo Salazar, Oscar Ivánvirtual::5372-1Pérez Cualtán, Camilo EduardoUniversidad Autónoma de OccidenteEscobar Nuñez, Emersonvirtual::5373-1González V., Andrés Mauricio2024-08-30T20:13:47Z2024-08-30T20:13:47Z2018-04-06Pérez Cualtán, C. E. (2018). Diseño de sistema de carga para soldados colombianos orientado a disminuir el gasto energético por portar una maleta militar. (Proyecto de grado). Universidad Autónoma de Occidente. Cali. Colombia. https://hdl.handle.net/10614/15786https://hdl.handle.net/10614/15786Universidad Autónoma de OccidenteRespositorio Educativo Digital UAOhttps://red.uao.edu.co/En la vida militar, el transporte de cargas es una actividad inevitable durante las operaciones militares y entrenamiento. Habitualmente los soldados usan un morral de campaña para transportar indumentaria, suministros, municiones, equipos, entre otros. Los soldados de infantería usualmente transportan cargas superiores al 30% de su peso corporal. Por lo general, se requiere que los soldados transporten cargas pesadas a largas distancias y durante períodos prolongados. Los soldados deben llevar los suministros necesarios para determinadas operaciones militares, pero cuando se transporta una carga (morral de campaña) el gasto energético aumenta, lo que provoca una reducción en el rendimiento del soldado. La carga transportada tiene un movimiento similar al desplazamiento vertical del centro de masa (COM) del soldado durante la marcha, esto hace que las fuerzas de aceleración generadas por la carga que actúan sobre el cuerpo del soldado, aumenten significativamente, y por lo tanto aumenta el gasto energético. Se determinó los requerimientos del usuario y se generó especificaciones de ingeniería donde se determinó el objetivo del proyecto, el cual fue desarrollar un sistema de transporte de carga militar para suspender la carga y reducir su desplazamiento vertical, orientado a disminuir las fuerzas de aceleración que actúan sobre el soldado, con el fin de reducir el gasto energético. Se diseñó e implementó una suspensión mecánica, se diseñó un modelo CAD del sistema de carga y posteriormente se implementó un prototipo de sistema de transporte de carga militar. Se realizaron pruebas experimentales para validar el funcionamiento del prototipo desarrollado y se llevó a cabo una prueba piloto para evaluar el efecto del sistema de transporte de carga mediante parámetros cinéticos en cuatro sujetos miembros de las fuerzas militares. Los resultados muestran una reducción en la excursión vertical de la carga, como se había predicho en el modelo empleado. De igual forma la fuerza vertical total de reacción del suelo disminuyó al transportar una carga usando el prototipo de sistema de carga, respecto al morral de campañaIn military life, load carriage is an inescapable activity during military operations and training. Soldiers habitually resort to using a military backpack to transport, clothing, supplies, ammunition, equipment, among others. Infantry soldiers usually carry loads greater than 30% of their body weight. In general, soldiers are required to carry heavy loads over long distances and for extended periods. Soldiers must carry necessary supplies for certain military operations, but when a load is transported (military backpack) the energy expenditure increases, which causes a reduction in the performance of soldier. The transported load has a movement similar to the vertical displacement of the center of mass (COM) of the soldier during walking, this causes that the forces of acceleration generated by the load that acts on the body of the soldier, increase significantly, and therefore increases energy expenditure. The requirements of the user were determined and engineering specifications were generated, where the objective of the project was determined, which is to develop a load carriage system to suspend the load and reduce the vertical displacement of the backpack, aimed at reducing the forces of acceleration acting on the soldier, in order to reduce energy expenditure. A mechanical suspension of the system was designed and implemented, a CAD model was designed and a prototype of the load carriage system was subsequently implemented. Experimental tests were carried out to validate the performance of the developed prototype and a pilot test was carried out to evaluate the effect of the load carriage system through kinetic parameters on four subjects, members of the military forces. Results show a reduction in the vertical excursion of the load, as predicted in the model. The total vertical ground reaction force decreased when carrying a load using the prototype developed, with respect to the military backpackProyecto de grado (Ingeniero Biomédico)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2018PregradoIngeniero(a) Biomédico(a)156 páginasapplication/pdfspaUniversidad Autónoma de OccidenteIngeniería BiomédicaFacultad de IngenieríaCaliDerechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2018https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/closedAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_14cbDiseño de sistema de carga para soldados colombianos orientado a disminuir el gasto energético por portar una maleta militarTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85ABARAOGU, U. et al. Effect of Backpack Strap Patterns on Gait Parameters in Young Adults at Self-Selected Normal and Fast Walking Speeds. En: PMR JournalJuly 2017. Vol. 9, no. 7, P 676–682ACKERMAN J. SEIPEL J. A model of human walking energetics with an elasticallysuspended load. En: Journal of Biomechanics, June 3, 2014. Vol 47, no. 8, P 1922–----------. Coupled-Oscillator model of locomotion stability with Elastically-Suspended Loads. Proceedings of the ASME 2011 International Design Engineering TechnicalConferences & Computers and Information in Engineering Conference IDETC/CIE 2011.ALBARRAN J. Fundamentos del KBE (knowledge based engineering). aplicación al diseño de engranajes de ejes paralelos con catia v5. Escuela Superior deIngenieros, España. 2008ALMARIO D. Universidad Autónoma de Occidente. Apuntes de Clase: Sistemas Dinámicos. Departamento de Automática y Electrónica. Cali, Colombia. 2015.ANDRE, S. Optimization of Valve Damping. [En línea] Tesis de maestría en ciencia. Linkoping University, Department of Management and Engineering. 2013[Consultado el 11 de octubre de 2017] Disponible en: http://www.divaportal.se/smash/get/diva2:699726/FULLTEXT01.pdfARIAS, S. Cabo de la Vigésima Tercera Brigada del Ejército Nacional de Colombia. Pasto, Colombia. Observación inédita. 13 de enero 2017.BANCO MUNDIAL. Personal de las fuerzas armadas Colombia, Indicadores del desarrollo mundial. Resumen por país. [En línea]. En: BANCO mundial de datos.2015. Code: MS.MIL.TOTL.P1 [Consultado el 2 de Sep. 2016]. Disponible en Internet: http://datos.bancomundial.org/BEER, F. et al. Mecánica vectorial para ingenieros. DINÁMICA. 9 Edición. Ed McGrawHill. 2010. 602pBELTRAN F. Teoría General del Método de los Elementos Finitos. Departamento de Mecánica Estructural y Construcciones Industriales [En línea] ETS IngenierosIndustriales Madrid. [Consultado el 17 de diciembre de 2017]. Disponible en Internet: http://www.demecanica.com/TeoriaEst/archivos/TeoriaMEF.pdfBIRRELL S, HASLAM R. The effect of load distribution within military load carriage systems on the kinetics of human gait. En: Applied Ergonomics. Jul. 2010 vol. 41no.4 p. 585-90.HOOPER, R.H., HASLAM, R.A.: The effect of military load carriage on ground reaction forces. En: Gait. Posture Oct. 2007 vol. 26 no. 4 p. 611–614CAMPO O. Universidad Autónoma de Occidente. Apuntes de Clase: Diseño Biomecánico 1. Departamento de Automática y Electrónica. Cali, Colombia. 2016.CARPENTIER J. et al. On the Centre of Mass Motion in Human Walking. En: International Journal of automation and computing. Springer Verlag, 2017,vol. 14no. 5, p. 551.CHAMBERS H. SUTHERLAND D. A Practical Guide to Gait Analysis. En: Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons, May/June 2002 Vol 10, No 3,p222-231.CUPICH, M. ELIZONDO, F. Amortiguadores Magnetorreológicos. [En línea] Ponencia presentada en el V congreso mexicano de acústica. 1998. [Consultado el25 de Ago. De 2017] Disponible en internet: file:///C:/Users/TOSHIBA/Downloads/2_Miguel_Cupich_et_al_Amortiguadores.pdfDAGGE R. FILGUEIRAS E. Military Weight Transportation Systems: A Biomechanical and Design Based Approached Review. [En línea]. 6th InternationalConference on Applied Human Factors and Ergonomics (AHFE 2015) and the Affiliated Conferences, AHFE 2015DEAN, C.E. The Modern Warriors Combat Load, Dismounted Operations in Afghanistan US Army Research. [En línea]. Development and Eng Command,Natick Soldier Center. Disponible en Internet: http://thedonovan.com/archives/modernwarriorload/ModernWarriorsCombatLoadReport.pdfDELAUNE V. Puntos gatillo. Tratamiento para aliviar el dolor. [En línea] Editorial Paidotribo, 2013[Consultado el 15 de agosto de 2017]. Disponible en Internet:http://www.herrerobooks.com/pdf/PAI/9788499104461.pdfEJÉRCITO NACIONAL DE COLOMBIA. Glosario - Fuerzas Militares de Colombia. [En línea]. Bogotá D.C. ejercito.mi [Consultado el 11 de Sep. 2016]. Disponible enInternet: http://www.ejercito.mil.co/---------. Misión y Visión Fuerzas Militares de Colombia. [En Línea]. Bogotá D.C. ejercito.mi [Consultado el 11 de Sep. 2016]. Disponible en Internet: http://www.ejercito.mil.co/EJÉRCITO NACIONAL DE COLOMBIA.NORMA NTMD-0003-A6:2004. Ficha técnica morral de campaña. Ejercito Nacional. 2012.EPSTEIN, Y. et al. External load can alter the energy cost of prolonged exercise. En: European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology February1988vol. 57 no. 2 p. 243EXPLAINTHATSTUFF.Gas Spring. How a gas spring works [En línea] explainthatstuf [Consultado el 7 de octubre 2017]. Disponible en Internet: http://www.explainthatstuff.com/gassprings.htmlFOISSAC M. et al. Characterization of the mechanical properties of backpacks and their influence on the energetics of walking. En: Journal of Biomechanics, Junio2009. vol.42 no 2GARD S. et al. Comparison of kinematic and kinetic methods for computing the vertical motion of the body center of mass during walking. En: Human MovementScience, Apr, 2004 vol 22,no. 6. p. 597–610.GONZALES A. Universidad Autónoma de Occidente. Apuntes de Clase, Diapositiva Arquitectura de Productos: Diseño Biomédico. Departamento de Automática yElectrónica. Cali, Colombia. 2017GRIMMER K. Adolescent standing postural response to backpack loads. En: Musculoskeletal Disorders, 2002, vol. 3, no 1, p. 10GRIVE, D. RUTH, J. The relationship between length of stride, step frequency, time of swing and speed of walking for childrens and adults. En: Ergonomics. 1966. Vol.9, no. 5 P. 379-399HAYKIN S, VAN B. Signals and systems. Ed Wiley, Segunda Edición. 2005. p. 23JI, T. PACHI, A. Frequency and velocity of people walking. En:The Structural Engineer, 2005. vol83, p.36- 40, 2005.KIRTLEY, C. Clinical gait anaylisis, Theory and practice. En: ELSEVIER Churchill Livingstone. p.94. 2006KNAPIK, J., et al. Institute, B.: Load Carriage in Military Operations: A Review of Historical, Physiological, Biomechanical, and Medical Aspects. En: DefenseTechnical Information Center, ADA330082. p.44. 1997.------------. Load Carriage Using Packs: A Review of Physiological, Biomechanical and Medical Aspects. En: Applied Ergonomics. Junio 1996, Vol. 27, no. 3. P 207-KNAPIK, Joseph. Soldier Load Carriage: Historical, Physiological, Biomechanical, and Medical Aspects En: Military Medicine, USA, 2004 Vol. 169.p.45-53KNUDSON D. Fundamentals of biomechanics. Second Edition, Ed. Springer. 2007. 125pLI D. LI T. et al. A simple model for predicting walking energetics with elasticallysuspended backpack. En: Journal of Biomechanics, Diciembre 8, 2016 Vol. 49, no.16, P 4150–4153LOBET S.et al. Three-Dimensional Gait Analysis Can Shed New Light on Walking in Patients with Haemophilia. En: The Scientific World Journal. 2013,Protocolo Gasto Energético, curso de ergonomía. [En línea] Escuela Colombiana De Ingeniería Julio Garavito [Consultado el 24 de Mar. 2017]. Disponible en Internet:http://www.escuelaing.edu.co/uploads/laboratorios/5357_gasto.pdfPUTRA N. et al. Dynamic Modeling and Simulation of the Suspended-Load Backpack to Obtain Optimal Suspension Parameters and Reducing Effect of GroundReaction Force. WCB 2010, IFMBE Proceedings 31, p. 111–114, 2010.QUICENO J. QUINTERO L. Análisis De Gasto Energético Con Base En El Uso De Sensores Shimmer Durante La Actividad Física En Estudiantes De BásicaSecundaria En Un Colegio De La Ciudad De Cali. [En línea] Tesis ingeniería biomédica. Universidad Autónoma de Occidente 2015. [Consultado el 12 dediciembre de 2017] Disponible en: http://red.uao.edu.co/handle/10614/7823QUILES, Joan. Nutrición básica humana. Valencia. Energía. Editorial PUV, 2011.261pREDONDO R. Gasto energético en reposo. Métodos de evaluación y aplicaciones. En: Rev Esp Nutr Comunitaria, vol. 21no.1 p. 243-251.RODRÍGUEZ Juan, VALENZUELA Julián, et al. Caracterización de las lesiones derivadas del entrenamiento físico militar. En: Rev Cuidarte, Vol. 7: 1219-26. p.1224. 2016.ROJAS O. ROJAS L. Diseño asistido por computador. [En línea]. En: Diseño y Tecnología. p. 8. 2008.SÁNCHEZ–LACUESTA Javier. Biomecánica de la marcha humana normal y patológica. Instituto de Biomecánica de Valencia. Martín Impresores, SL. 1.993.SARMIENTO, J. Escuela de Ingenieros Militares del Ejército Nacional de Colombia. Cartagena, Colombia. Observación inédita. Septiembre 2017.SAUNDERS, J., INMAN, V., EBERHART, H., The major determinants in normal and pathological gait. En : J Bone Joint Surg Am. Jul 1953 . vol. 35-A. no.3 p. 543-58.SEAY, Joseph F. Biomechanics of Load Carriage—Historical Perspectives and Recent Insights. En: The Journal of Strength & Conditioning Research, 2015, vol.29, p. S129-S133.SHIMMER. Sensor inercial. [En línea] Modulo Shimmer 2r [Consultado el 10 de octubre 2017]. Disponible en Internet: http://www.shimmersensing.com/TONGEN, A. WUNDERLICH, R. Biomechanics of Running and Walking. [En línea] James Madison University. 2010 [Consultado el 12 de diciembre de 2017]Disponible en Internet: http://www.mathaware.org/mam/2010/essays/TongenWunderlichRunWalk.pdfULLMAN, D. The mechanical design process. Fourth Edition. Ed. McGraw Hill. p. 334ULRICH, Karl T. & EPPINGER, Steven D., Diseño y Desarrollo de Productos. 4ta Ed. 2009.125pVALERO A. GOMEZ A. Tema 14: Salto con pértiga. [En línea]. Universidad de Murcia, Facultad de ciencias del deporte. [Consultado 3 de julio 2017] Disponible enInternet: https://digitum.um.es/xmlui/bitstream/10201/25581/1/Tema%2014%2020Salto%20con%20P%C3%A9rtiga.pdfVALERO E. Aportaciones a las máquinas eléctricas de flujo axial mediante la aplicación del método de elementos finitos. [En línea] Tesis Doctoral. Dpto deIngeniería Eléctrica UPC. 2004 [Consultado el 17 de diciembre de 2017] Disponible en internet: http://upcommons.upc.edu/handle/2117/93606VASQUEZ S. Análisis de la marcha humana con plataformas dinamométricas. Influencia del transporte de carga. [En línea] Tesis doctoral. Facultad de medicina,Universidad Complutense de Madrid. 2002. [Consultado el 12 de diciembre de 2017] Disponible en Internet: http://eprints.ucm.es/4401/WETTENSCHWILER, Patrick D., et al. Mechanical predictors of discomfort during load carriage.En: PloS one, 2015, vol. 10, no 11, p. e0142XU, X. An Investigation on the Interactivity between Suspended-load Backpack and Human Gait. [En línea] Tesis doctoral. Department of Industrial and SystemsEngineering, North Carolina State University. 2008. [Consultado el 12 de septiembre de 2017] Disponible en Internet: https://repository.lib.ncsu.edu/handle/1840.16/5621ZHANG, L., XU, D., MAKHSOUS, M., LIN, F., Stiffness and viscous damping of the human leg. Proceedings of the 24th Annual Meeting of the American Society ofBiomechanics, 2000Ingeniería BiomédicaDiseño centrado en el ser humanoMorral de carga suspendidaTransporte de cargaBiomecánicaHuman-centered designSuspended load backpackLoad carriage systemBiomechanicsComunidad generalPublicationhttps://scholar.google.com.co/citations?user=selvUiIAAAAJ&hl=envirtual::5372-1https://scholar.google.com/citations?user=vQ6ZVoIAAAAJ&hl=esvirtual::5373-1https://orcid.org/0000-0002-5007-9613virtual::5372-10000-0002-9582-551Xvirtual::5373-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000142433virtual::5372-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000151203virtual::5373-1a358342d-0532-401b-97fa-4986de22c9cdvirtual::5372-1a358342d-0532-401b-97fa-4986de22c9cdvirtual::5372-17e06127e-a4cd-48a0-b6d9-8fb7fe47d942virtual::5373-17e06127e-a4cd-48a0-b6d9-8fb7fe47d942virtual::5373-1ORIGINALT07968_Diseño de sistema de carga para soldados colombianos orientado a disminuir el gasto energético por portar una maleta militar.pdfT07968_Diseño de sistema de carga para soldados colombianos orientado a disminuir el gasto energético por portar una maleta militar.pdfArchivo texto completo del trabajo de grado, PDFapplication/pdf3703023https://red.uao.edu.co/bitstreams/cdd472a7-8f88-4b99-be28-e29e24329f1f/download7e3d2ee08ecaaf501223f200e6059ae0MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81672https://red.uao.edu.co/bitstreams/20d68ad3-9625-4ea9-943b-3abcfb549d8c/download6987b791264a2b5525252450f99b10d1MD52TEXTT07968_Diseño de sistema de carga para soldados colombianos orientado a disminuir el gasto energético por portar una maleta militar.pdf.txtT07968_Diseño de sistema de carga para soldados colombianos orientado a disminuir el gasto energético por portar una maleta militar.pdf.txtExtracted texttext/plain101580https://red.uao.edu.co/bitstreams/508b94c0-ee1c-4d03-b48b-40725e5b2866/download2267270618377a5718466be6ee6b0bcdMD53THUMBNAILT07968_Diseño de sistema de carga para soldados colombianos orientado a disminuir el gasto energético por portar una maleta militar.pdf.jpgT07968_Diseño de sistema de carga para soldados colombianos orientado a disminuir el gasto energético por portar una maleta militar.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg6072https://red.uao.edu.co/bitstreams/a3b1bfd7-8534-43d4-80a0-ef5e93515baa/downloadbbea991ca3b38067f3f56612d8a1c357MD5410614/15786oai:red.uao.edu.co:10614/157862024-09-03 11:05:46.543https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Derechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2018restrictedhttps://red.uao.edu.coRepositorio Digital Universidad Autonoma de Occidenterepositorio@uao.edu.coPHA+RUwgQVVUT1IgYXV0b3JpemEgYSBsYSBVbml2ZXJzaWRhZCBBdXTDs25vbWEgZGUgT2NjaWRlbnRlLCBkZSBmb3JtYSBpbmRlZmluaWRhLCBwYXJhIHF1ZSBlbiBsb3MgdMOpcm1pbm9zIGVzdGFibGVjaWRvcyBlbiBsYSBMZXkgMjMgZGUgMTk4MiwgbGEgTGV5IDQ0IGRlIDE5OTMsIGxhIERlY2lzacOzbiBhbmRpbmEgMzUxIGRlIDE5OTMsIGVsIERlY3JldG8gNDYwIGRlIDE5OTUgeSBkZW3DoXMgbGV5ZXMgeSBqdXJpc3BydWRlbmNpYSB2aWdlbnRlIGFsIHJlc3BlY3RvLCBoYWdhIHB1YmxpY2FjacOzbiBkZSBlc3RlIGNvbiBmaW5lcyBlZHVjYXRpdm9zLiBQQVJBR1JBRk86IEVzdGEgYXV0b3JpemFjacOzbiBhZGVtw6FzIGRlIHNlciB2w6FsaWRhIHBhcmEgbGFzIGZhY3VsdGFkZXMgeSBkZXJlY2hvcyBkZSB1c28gc29icmUgbGEgb2JyYSBlbiBmb3JtYXRvIG8gc29wb3J0ZSBtYXRlcmlhbCwgdGFtYmnDqW4gcGFyYSBmb3JtYXRvIGRpZ2l0YWwsIGVsZWN0csOzbmljbywgdmlydHVhbCwgcGFyYSB1c29zIGVuIHJlZCwgSW50ZXJuZXQsIGV4dHJhbmV0LCBpbnRyYW5ldCwgYmlibGlvdGVjYSBkaWdpdGFsIHkgZGVtw6FzIHBhcmEgY3VhbHF1aWVyIGZvcm1hdG8gY29ub2NpZG8gbyBwb3IgY29ub2Nlci4gRUwgQVVUT1IsIGV4cHJlc2EgcXVlIGVsIGRvY3VtZW50byAodHJhYmFqbyBkZSBncmFkbywgcGFzYW50w61hLCBjYXNvcyBvIHRlc2lzKSBvYmpldG8gZGUgbGEgcHJlc2VudGUgYXV0b3JpemFjacOzbiBlcyBvcmlnaW5hbCB5IGxhIGVsYWJvcsOzIHNpbiBxdWVicmFudGFyIG5pIHN1cGxhbnRhciBsb3MgZGVyZWNob3MgZGUgYXV0b3IgZGUgdGVyY2Vyb3MsIHkgZGUgdGFsIGZvcm1hLCBlbCBkb2N1bWVudG8gKHRyYWJham8gZGUgZ3JhZG8sIHBhc2FudMOtYSwgY2Fzb3MgbyB0ZXNpcykgZXMgZGUgc3UgZXhjbHVzaXZhIGF1dG9yw61hIHkgdGllbmUgbGEgdGl0dWxhcmlkYWQgc29icmUgw6lzdGUuIFBBUkFHUkFGTzogZW4gY2FzbyBkZSBwcmVzZW50YXJzZSBhbGd1bmEgcmVjbGFtYWNpw7NuIG8gYWNjacOzbiBwb3IgcGFydGUgZGUgdW4gdGVyY2VybywgcmVmZXJlbnRlIGEgbG9zIGRlcmVjaG9zIGRlIGF1dG9yIHNvYnJlIGVsIGRvY3VtZW50byAoVHJhYmFqbyBkZSBncmFkbywgUGFzYW50w61hLCBjYXNvcyBvIHRlc2lzKSBlbiBjdWVzdGnDs24sIEVMIEFVVE9SLCBhc3VtaXLDoSBsYSByZXNwb25zYWJpbGlkYWQgdG90YWwsIHkgc2FsZHLDoSBlbiBkZWZlbnNhIGRlIGxvcyBkZXJlY2hvcyBhcXXDrSBhdXRvcml6YWRvczsgcGFyYSB0b2RvcyBsb3MgZWZlY3RvcywgbGEgVW5pdmVyc2lkYWQgIEF1dMOzbm9tYSBkZSBPY2NpZGVudGUgYWN0w7phIGNvbW8gdW4gdGVyY2VybyBkZSBidWVuYSBmZS4gVG9kYSBwZXJzb25hIHF1ZSBjb25zdWx0ZSB5YSBzZWEgZW4gbGEgYmlibGlvdGVjYSBvIGVuIG1lZGlvIGVsZWN0csOzbmljbyBwb2Ryw6EgY29waWFyIGFwYXJ0ZXMgZGVsIHRleHRvIGNpdGFuZG8gc2llbXByZSBsYSBmdWVudGUsIGVzIGRlY2lyIGVsIHTDrXR1bG8gZGVsIHRyYWJham8geSBlbCBhdXRvci4gRXN0YSBhdXRvcml6YWNpw7NuIG5vIGltcGxpY2EgcmVudW5jaWEgYSBsYSBmYWN1bHRhZCBxdWUgdGllbmUgRUwgQVVUT1IgZGUgcHVibGljYXIgdG90YWwgbyBwYXJjaWFsbWVudGUgbGEgb2JyYS48L3A+Cg==

Publicaciones similares