Diseño de un complemento deportivo versátil destinado al entrenamiento de natación en piscinas

Martín Díez de Oñate, Jesús (2020). Diseño de un complemento deportivo versátil destinado al entrenamiento de natación en piscinas. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Diseño Industrial (UPM), Madrid, España.

Description

Title: Diseño de un complemento deportivo versátil destinado al entrenamiento de natación en piscinas
Author/s:
  • Martín Díez de Oñate, Jesús
Contributor/s:
  • Armisén Bobo, Pedro
  • Recio Díaz, Maria del Mar
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto
Date: June 2020
Subjects:
Freetext Keywords: Aletas, Palas, Natación, Diseño, Entrenamiento, Producto
Faculty: E.T.S.I. Diseño Industrial (UPM)
Department: Ingeniería Mecánica, Química y Diseño Industrial
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

En este documento se tratará el proceso de diseño de un complemento deportivo versátil destinado al entrenamiento de natación en piscinas. Aunque es conocido que el origen del ser humano viene del agua, la evolución ha conseguido una adaptación al medio terrestre a costa de la capacidad innata para la vida en el medio acuático. Las primeras pruebas que demuestran la práctica de la natación por parte del ser humano datan del año 4500 a.C y se encuentran en las pinturas rupestres de la Cueva de los Nadadores en 1933. A partir de esta fecha se tiene constancia de que, en civilizaciones antiguas, como la asiria, griega o romana tuvieron algún tipo de relación con el agua, ya fuese con un uso recreativo, bélico, como ejercicio físico u otro tipo de actividades como la reparación de navíos. Durante la Edad Media la natación cae prácticamente en el olvido en Europa, pero con la llegada del Renacimiento comienza a recobrar importancia con la aparición de libros dedicados a la divulgación de la natación como medio para el desarrollo físico. Con el paso de los años los estilos de nado evolucionarán a través de distintas publicaciones que explicarían las formas más eficientes de nado, hasta 1956, cuando la FINA reconoce los cuatro estilos de natación utilizados actualmente: mariposa, espalda, braza y crol. Las aletas de natación fueron planteadas conceptualmente en el periodo renacentista de la mano de figuras como Leonardo da Vinci o Giovanni Alfonso Borelli pero el que es considerado inventor de las aletas de natación es Benjamin Franklin, que en una carta dirigida a Jacques Barbeu-Dubourg en 1773 comenta cómo fabricó un dispositivo que, ajustado a los pies le ayudaba a desplazarse por el agua. La primera patente de aletas de natación la firma Louis Marie de Corlieu en 1933, a partir de esta publicación el mercado de aletas de natación se llena de modelos llegando hasta la actualidad. En este momento podemos clasificar las aletas de natación para entrenamiento en piscinas (aletas cortas), según la forma de su calza, así se pueden diferenciar las aletas de pie completo, las de cinta de tobillo y las de cinta de tobillo no ajustable. Las palas de natación fueron también inventadas por Benjamin Franklin, como se explica en la misma carta escrita a Jaques Barbeu-Dubourg en 1773, según esta las palas fueron fabricadas con una forma similar a una paleta de pintor, de forma ovalada y con un orificio para introducir el dedo pulgar. La primera patente de palas de natación será publicada en 1876 por R.H.W Dunlop, incluyendo una correa para ajustar la pala a la mano. La patente más destacable de este producto, y las primeras diseñadas para su implementación en entrenamiento en piscina, corresponden a James Montrella en 1973. Actualmente estas se pueden dividir en dos grandes grupos según su forma de agarre: las palas con cintas y las que tienen otro medio de agarre. Actualmente existe un mercado muy grande en lo que corresponde a las aletas y palas de natación, con una gran cantidad de modelos, materiales, tallajes y gamas de precio. Dentro de las aletas de entrenamiento de natación se puede observar la predominancia de las aletas con calza de tipo de pie completo, seguidas por las de tipo cinta de tobillo, siendo las que presentan la cinta de tobillo ajustable las más escasas. Las marcas con mayor cantidad de modelos de producto son, respectivamente Arena, Speedo, Cressi y TYR. El material más utilizado para su fabricación es la silicona y el rango de precio más habitual a la hora de adquirir algún modelo de aletas oscila entre 30 y 39 euros. El mercado de palas de natación está principalmente compuesto por palas con cinta, siendo muy minoritaria la cantidad de modelos con otros tipos de agarre. Las marcas con más modelos en el mercado son respectivamente Speedo, Nabaiji, Arena y TYR. Los materiales más utilizados para la fabricación del cuerpo de las palas de natación es el polipropileno, mientras que el material más utilizado para la fabricación de las cintas de agarre es la silicona. El rango más de precios más común a la hora de adquirir unas palas de natación está comprendido entre 20 y 29 euros. Según una encuesta realizada entre nadadores habituales sobre los aspectos más importantes en las palas y aletas de entrenamiento de natación se ha llegado a la conclusión de que el aspecto que más importa a los usuarios es el de la comodidad, tanto para aletas como para palas y el aspecto menos importante para los usuarios es el de la forma estética, también para ambos productos. Según los datos recogidos las marcas más populares entre los encuestados son, para las palas, respectivamente Nabaiji y Speedo y para las aletas respectivamente Nabaiji y Arena. Los requerimientos de durabilidad debido al entorno de trabajo comprenden la resistencia al agua, a la humedad, a los rayos ultravioleta y a rotura por elementos externos presentes en fondos de pantano o playas, también es necesaria la resistencia química a elementos como el cloro. La temperatura de trabajo oscilará normalmente entre 15 y 33 grados centígrados. Los requerimientos de usabilidad, relacionados con la forma en la que esta clase de productos debe ser utilizada por el usuario son la biocompatibilidad, resistencia a la fatiga, resistencia a los esfuerzos de cortadura, resistencia mecánica y durabilidad. Ergonómicamente tanto las aletas como las palas deben adaptarse a las principales medidas antropométricas de la mano y el pie ya que en todo momento estarán en contacto con estas partes del cuerpo. Además, también deben de tenerse en cuenta los movimientos articulares de la muñeca, el tobillo y la de todas las articulaciones que componen los dedos de las manos y los pies. Los requerimientos del usuario serán aquellos que los consumidores consideren a la hora de adquirir un producto estarán compuestos por la durabilidad del producto, la comodidad, el peso, la ergonomía, el rendimiento deportivo, la forma estética, la flexibilidad en el tallaje y el precio del producto. Conociendo todos estos requerimientos se realizará una matriz de requerimientos QDF que relacione toda la información conocida y que permitirá posteriormente comparar los diseños realizados con esta para desarrollar la mejor opción. Las metodologías del diseño se definen como el estudio de los principios, prácticas y procedimientos en un sentido amplio, analizan las formas de pensar de los diseñadores para establecer unas estructuras viables para el desarrollo del diseño. Las metodologías pueden ser divididas en dos grandes grupos: las descriptivas y las prescriptivas. Las metodologías descriptivas se enfocan en la solución, un ejemplo podría ser el modelo de French. Por otro lado, las metodologías descriptivas se centran en definir el proceso durante el transcurso de los proyectos, un ejemplo podría ser el modelo VID 2221. Los métodos de diseño son cualquier forma de trabajo dentro del ámbito del diseño. Se pueden dividir en dos grupos: los métodos creativos y los racionales. Los métodos creativos potencian la originalidad de los pensamientos del diseñador, un ejemplo muy conocido es el del brainstorming. Los métodos racionales tienen como objetivo aumentar el espacio de búsqueda de soluciones del diseñador, las listas de verificación son un ejemplo de método racional. Antes de comenzar a bocetear se han recogido inspiraciones que puedan ser interesantes a la hora de diseñar, se ha incluido en un moodboard elementos de la naturaleza, creados por el hombre, colores, texturas y marcas que se han considerado estimulantes. Para obtener la geometría básica tanto de las aletas como las palas de natación se ha utilizado el software de simulación de natación Swimsuit para obtener datos relativos al nado y mejorarlos en la medida posible, los datos estudiados han sido la velocidad de nado, la longitud de brazada, la eficiencia, la potencia de entrada y la potencia de salida. En un primer momento se han estudiado los parámetros nombrados anteriormente para un modelo sin modificar, a partir de este, se han cambiado las medidas de los segmentos corporales que corresponden a las manos y los pies de forma que las simulaciones reporten los datos como si el modelo estuviese equipado con aletas y palas. Los resultados han sido comparados dando la máxima importancia a la potencia de entrada ya que la función principal de estos equipamientos deportivos es la de desarrollar la masa muscular que interviene tanto en la patada como en la brazada. Con los datos obtenidos en las simulaciones se realizan varias propuestas en forma de bocetos, que se contrastarán con la matriz de requerimientos QDF para averiguar cuál es la propuesta que más satisface tanto los requerimientos técnicos como los del usuario. Los materiales propuestos para la fabricación del producto han sido seleccionados utilizando el software CES Edupack. Se han llevado a cabo tres procesos de selección, en los que se han tenido en cuenta tanto las propiedades necesarias de los materiales, así como el proceso de producción para que este se adapte a las formas y al modelo de producción deseado. Después de aplicar los filtros se obtuvieron los tres materiales con los que se fabricarían los distintos componentes del producto. Para la parte de la aleta se ha seleccionado la silicona, para la pala el polipropileno y para la calza el neopreno. El método de producción para fabricar los componentes de la aleta y la pala será el del moldeo por inyección. Se han trazado distintos planos para la fabricación de dichos componentes, este documento incluye dos planos de conjunto, representando la integración pala-aleta con las cintas de silicona y la integración de la pala y las cintas, así como tres planos de despiece representando los tres componentes del producto. A la hora de exponer el producto en el punto de venta se ha optado por una lámina de cartón kraft que rodee el producto a la altura de los orificios, utilizando las cintas de silicona para mantener unidos tanto las dos aletas como la lámina de cartón kraft. El presupuesto para la fabricación del producto se ha dividido en distintos apartados, el coste del material por unidad de producto es de 5,22 euros, la inversión inicial, compuesta por la suma de los costes de la maquinaria necesaria para la fabricación, es de 78.150 euros y los costes anuales por mano de obra y producción ascienden a 130.720 euros.

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Item ID: 66740
DC Identifier: https://oa.upm.es/66740/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:66740
Deposited by: Jesús Martín
Deposited on: 15 Apr 2021 09:50
Last Modified: 15 Apr 2021 09:50
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