Aplicación de fluidos no newtonianos (STFs) a plantillas destinadas a la absorción de impactos en calzado deportivo

Abstract

En los países avanzados, las personas reparten su tiempo entre puestos de trabajo cada vez más sedentarios y hobbies que, entre otras actividades, incluyen la práctica del ejercicio físico. A la vez, llevar una vida saludable y todo lo relacionado con el aspecto físico nunca han tenido tanta importancia como hasta ahora. El movimiento y el deporte en el ámbito no profesional desempeña un triple papel en la vida cotidiana al combinar funciones que tienen que ver con el ocio, la salud y las relaciones sociales. El running, el trekking y, en general, las actividades al aire libre siempre han estado presentes en la vida diaria, pero nunca se han realizado con un equipamiento tan específico como el que se utiliza ahora. Estos deportes, junto a los efectos positivos que provocan, someten al cuerpo a tensiones para los que no siempre está suficientemente preparado y que, en ocasiones, se pueden traducir en lesiones y dolores de intensidad variable. Algunos de los efectos no deseados que puede conllevar este tipo de ejercicios son los provocados por los impactos constantes que se producen durante la práctica deportiva, cuando no existen mecanismos eficaces de absorción de los mismos. No es de extrañar que usuarios cada vez más informados utilicen un equipamiento especializado para la absorción de impactos tanto en lo que a calzado se refiere, como a plantillas. Precisamente, este trabajo tiene como objetivo final resolver el problema de la absorción de impactos en la pisada, buscando la máxima comodidad para cada ritmo de la marcha. Inicialmente se ha estudiado el mercado y la historia de las plantillas, para así comprender mejor los diferentes materiales y diseños a lo largo de los años. En los últimos años la mayoría de las innovaciones van por el campo de los nuevos materiales, siempre con más cualidades de absorción de impactos, capacidad antibacteriana o antideslizamiento, entre otros. En cuanto a los cambios de diseño, lo más revolucionario ha sido las tecnologías para la fabricación de plantillas personalizadas, dedicadas principalmente a la corrección de la pisada. La innovación que en este trabajo se presenta es la utilización de un material nuevo como es el fluido dilatante al diseño de unas plantillas dedicadas a la absorción de impactos para distintas velocidades de marcha. Este nuevo material es un tipo de líquido no newtoniano, que si bien siempre ha estado presente en la naturaleza no hace demasiado tiempo se ha explicado su comportamiento molecular y se le ha empezado a dar usos comerciales o industriales. Sin ir más lejos no fue hasta la década de los 40 que se le dio su primer uso, como juguete, una masilla saltarina que revolucionó el mercado en Estados Unidos conocida como Silly Putty. Para asegurar que esta aplicación es verdaderamente innovadora, se ha procedido a hacer un estudio del estado de la técnica tanto de las plantillas como de los fluidos dilatantes o STF (shear thickening fluid). Al mismo tiempo se ha realizado una búsqueda exhaustiva en aplicaciones industriales de los STF publicadas en revistas científicas. La aplicación de un material con estas características tiene como resultado unas plantillas con una doble función. En parado, la plantilla se amolda perfectamente a la planta del pie, y proporciona una comodidad superior gracias a lo blanda y moldeable que es la superficie sobre la que se está apoyando. Sin embargo, cuando el sujeto se encuentra en movimiento, y las plantillas reciben el impacto de la pisada, el fluido se endurece, ofreciendo un mayor soporte, al mismo tiempo que absorbe el impacto. Esta absorción del impacto es superior que en un material polimérico tradicional, ya que no sólo adopta las características elásticas y plásticas ideales para absorber el impacto, sino que tiene lugar un cambio en su estructura molecular, para el cual necesita una cantidad de energía que obtiene del impacto. La metodología utilizada para el desarrollo del diseño es la de Bruno Munari, la metodología proyectual. Asimismo, para la selección de materiales se ha apoyado en la metodología de la ingeniería inversa. Junto con los materiales, los factores que más han influido en el diseño han sido dos: la ergonomía y los gustos y preferencias de potenciales usuarios, así como los problemas que pudieran ser resultado de un desarrollo incorrecto del ejercicio. Estos gustos y preferencias se han conseguido estudiar mediante una encuesta a más de 400 usuarios con su respectivo estudio estadístico. El resultado final se ha desarrollado atendiendo a los conocimientos adquiridos en el grado de Ingeniería en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto. Es preciso reconocer que este trabajo no ha incluido un estudio preciso de la podología y la biomecánica del pie, por lo que el diseño y, por ende, la patente, podrán ser revisados por un podólogo u ortopedista para ajustar su adecuación en cuanto a medidas a un usuario concreto o un grupo de usuarios. Los conocimientos que se aplicarán en el desarrollo del producto serán los adquiridos en el ámbito de la ergonomía. Para acompañar al diseño final se ha creado una imagen de marca. En el desarrollo de la imagen de marca están comprendidos el nombre de la marca, el logotipo, isotipo e imagotipo, los colores corporativos y las tipografías que se utilizarán en los productos. Este desarrollo de imagen se ha completado con el respectivo diseño del envase con el que se distribuirá y se expondrá en tienda. Si bien el objetivo del trabajo es el diseño de unas plantillas deportivas utilizando un material novedoso como es el fluido dilatante, la meta última de este proyecto es la mejora de la actividad deportiva para personas que sufren de lesiones o molestias derivadas de un desarrollo insano del ejercicio por la falta de absorción de impactos.