El producto que presentamos al concurso lippi concept&design... ojala ganemos :P

2. EXternal Spine

3. Creadores Nombre: Félix Henríquez Salinas Teléfonos: 94195640 / (32) 2561226 Mail: [email_address] Nombre: Romina Ojeda Rakela Teléfonos: 97936240 / (32) 2685822 Mail: [email_address] Carrera: Ingeniería en Diseño de Productos Institución Presentadora: Universidad Técnica Federico Santa María Profesor guía: Gabriel Cereceda Balic

5. MARCO CONTEXTUAL El término montañismo muchas veces se entiende como el practicado en las altas montañas, es decir, el montañismo de altura. Así quien asciende a las montañas se le llama montañista y no a quién solo practica una de sus especialidades. Las especialidades de montañismos pueden agruparse en cuatro grupos por su afinidad, con ello se simplifican también los materiales, las técnicas y los entrenamientos. Estos grupos son: Área de escalada Escalada en roca Escalada en hielo Escalada deportiva Bulder Área de marcha Senderismo Media montaña Alta montaña Expediciones Área de resistencia Duatlón en montaña Media maratón de montaña Maratón de montaña. Área de específicos Barranquismo Esquí de travesía Cada especialidad tiene características propias en técnicas deportivas, en entrenamiento, en materiales y en medicina deportiva. El punto en común que tienen todas, salvo la escalada deportiva, es que “el campo de juego” es la naturaleza que, con sus particularidades ambientales, modifica sustancialmente la actividad deportiva según la época del año, la altitud, la temperatura o la climatología del día. Por lo tanto este deporte es de gran complejidad por las diferentes técnicas que hay que utilizar, por los diferentes materiales para cada una, por la variabilidad del escenario de trabajo deportivo y por la necesidad de mantener un nivel de seguridad permanente, lo que hace que el montañismo precise un desarrollo profesional ordenado. Desde el principio.

6. ANALISIS DE USUARIO Definición de usuario Dentro del contexto, se han analizados usuarios que utilizan productos ligados y especializados en alta montaña, definiendo tres tipos de usuarios: Deportista: este usuario tiene el conocimiento técnico acabado para ir a alta montaña, representando para él su pasión y viviendo de ella independiente de cuanta seguridad económica o proyección ello le signifique. Aficionado : este usuario cuenta con recursos económicos que le permiten acceder a conocimientos, equipamiento y experiencias especializadas, en los que ha invertido, ya que para él es un pasatiempo de gran seriedad, pero no vive de esa pasión. Eco montaña: No tiene las capacidades para ir a alta montaña aunque puede poseer conocimiento, pero no al nivel técnico que requiere y vive de su aspiración. De aquí se desprenden todos los subconjuntos de simpatizantes de la montaña. Frente a esta clasificación el usuario a analizar es el usuario DEPORTISTA , ya que es quien marca la pauta en términos técnicos y de equipamiento para los demás usuarios, situaciones en las que puede interaccionar con los otros dos, en la que podría tener un rol de instructor o guía. En esta clasificación encontramos la siguiente relación: Desde el principio.

7. CARACTERÍSTICAS • Marcador de rutas. • Es el conejillo de indias, cuando las marcas quieren hacer pruebas. • Conocimiento geográficos, técnicos, de equipamiento y en primeros auxilios, es así que en algunos casos, pude generar estrategias de rescate. • Traza rutas, así mismo desarrolla simbología de alpinismo. • Equipamiento de alta calidad. PERSONALIDAD • Usa el equipamiento de montaña (ropa) en casa y en montaña (1ª y 2ª capa) • Le apasiona la comunicación con la naturaleza (con la montaña) • Profesional, por ende precavido al abordar la montaña. • Alta resistencia Psicológica, “80% cabeza, 20% técnica” (cita de Francisco Larraín, VIII Seminario de Medicina de Alta Montaña, 2008) ESTILO DE VIDA • Aprovecha su conocimiento para generar su dinero, o para financiar expediciones, por esto puede sacrificar en gran medida su condición económica. • Su meta es cumplir un desafío de Perseverancia • Hace lo imposible por vivir de su pasión. • Permanece en constante entrenamiento. FILOSOFÍA DE VIDA • Buscar desafíos continuamente. RASGOS CARACTERÍSTICOS DE TRABAJO: • A pesar de trabajar en equipo, cordadas, en la montaña se hacen tareas solitarias, destinadas al fin común. • Es capaz de encontrar múltiples aplicaciones a las cosas (debido a que está solo en la montaña. Descripción de usuario/deportista de alta montaña Luego de contactar a algunos de estos usuarios,se presenta concluir y bosquejar algunas de los siguientes ítems para describirlo y analizarlo. Desde el principio.

8. Necesidades de usuario/deportista de alta montaña En base a este comportamiento, se comienza a analizar el entorno del usuario y todas sus variables involucradas. Al comenzar el análisis, se identifican los escenarios de interacción en la montaña donde se pueden mencionar los siguientes aspectos: Dadas las condiciones súbitas, se generan una serie de situaciones AGRESIVAS tales como ejemplo como: • Baja proporción de oxígeno • Baja presión atmosférica • Bruscos cambios de temperaturas • Desprendimientos y/o avalanchas • Terrenos resbaladizos • Mal de montaña (puna) Al analizar la posición del montañista Versus las condiciones a las que se enfrenta, se detecta el “como” debe insertarse en el medio y a través “que”. Frente a esta necesidad personal, se analiza con una visión global y las consecuencias de las situaciones que el usuario debe generar para enfrentar las condiciones externas. Desde el principio.

9. ANALISIS DEL ENTORNO La actividad de marcha implica largas jornadas caminado por terrenos irregulares portando todo el equipamiento para la expedición en la mochila, el que varía respecto de la duración y el desafío a lograr. Esto está supeditado al escenario a encontrar, el que básicamente está demarcado por condiciones climáticas y geográficas, que definimos como situaciones externas al usuario, donde según la combinación de ellas, el deportista debe manejar técnicas suficientes para afrontarlas con acciones y procedimientos. Es así que en este punto aparece la visión general del entorno en el que se desenvuelve el usuario en el detectamos procedimientos activos y pasivos, que es reflejado por un sistema de interacciones definidas como: Interacción Interna: tiene relación con procedimientos pasivos, en esta instancia el usuario interactúa con su mochila y el equipamiento, toma decisiones y jerarquiza la distribución de cargas, al respecto aparecen los concepto de carga fija y variable, dado que la decisión va en relación directa con la accesibilidad de los artículos. Interacción Externa: Procedimientos generados por la situación Activa o de estado de Marcha, en la cual el usuario se enfrenta a las condiciones externas, así como la interacción que tiene con los elementos de marcha (mochila y equipos). Desde el principio.

10. DEFINICIÓN DE CONCEPTO DE BÚSQUEDA Al identificar y definir los sistemas de interacción encontramos el punto en el que convergen ambos, y tiene relación con solucionar la concentración de esfuerzos generados por cargas y movimientos, se busca entonces equilibrar la distribución en marcha, lo que quiere decir que se recurre al concepto de Equilibrio Dinámico. Así en la búsqueda por evitar la concentración en ciertos puntos, se identifica el concepto de Divergencia para combatir esta problemática, el que debe conjugarse con el concepto de Flexibilidad en pos de lograr canalizar los esfuerzos. La divergencia como concepto se refiere a la distribución y expansión de esfuerzos aplicados como cargas puntuales, siendo el factor de distribución de cargas convergentes. La flexibilidad como concepto es el elemento que genera un aumento en las probabilidades de distribución de esfuerzo y así lograr canalizarlos por ciertas líneas de distribución aun no determinadas. “ Sistema divergente basado en la flexibilidad” La flexibilidad como concepto es el elemento que genera un aumento en las probabilidades de distribución de esfuerzo y así lograr canalizarlos por ciertas líneas de distribución aun no determinadas. Desde el principio.

11. ANALISIS DE REFERENTES Al indetificar los puntos dónde se concentran los esfuerzos divididos en cargas y movimientos, y los músculos específicos en donde estos se concentran, se han definido tres áreas de búsqueda vinculadas a las zonas de acción: En este análisis se encontró que las cargas se concentraban en 2 puntos principales situados a la altura del trapecio y de la zona lumbar. En gran medida los esfuerzos generados por cargas se concentraban en la zona superior o trapezoidal y la disipación de estos más los esfuerzos generados por movimientos se concentraban en la zona lumbar, siendo esta la más afectada por las permanentes solicitaciones debidas a los esfuerzos generadas por las cargas y movimientos. Teoría & Referencias de Diseño 1 SISTEMA DE CARGA Dentro de los referentes se estudiaron algunos aspectos de porteadores del pueblo sherpa. Se encontró que ellos utilizaban un sistema de carga para anular lo sobreesfuerzos a los que están expuestos, es decir, anular una carga con una contracarga. Así se rescata un sistema de anulación extrapolado a la propuesta y a los requerimientos del proyecto. Por ejemplo, anular cargas generadas con movimientos a través de la permisión de movimientos.

12. 2 ESFUERZOS GENERADOS POR MOVIMIENTOS En este ítem se analizó el cómo combatir los esfuerzos generados por movimientos y diversas cargas multidireccionales, encontrando así un referente que presentaría una posible solución conceptual. El Porcellio scaber o chanchito de tierra, presenta una estructura EXOESQUELETICA la cual le permite proteger del medio su vulnerable cuerpo. Luego de un análisis anatómico-estructural, aparece el concepto de exoesqueleto aplicable al proyecto, el cual permite aplicar diversos esfuerzos multidireccionales los cuales serian canalizados a través de la estructura rígida-flexible que seria el resultado generado bajo este concepto. La envolvencia de las estructuras es un detalle no menor al extrapolarlo al plantear un sistema espaldar-hombre, de tal modo que la carga (mochila) adquiera una tendencia a ser parte del cuerpo, o de un todo. Por lo tanto se consideraría un sistema exoesqueletico envolvente para la propuesta de desarrollo del producto. Teoría & Referencias de Diseño

13. 3 DISIPACIÓN DE ESFUERZOS PUNTUALES La zona de contacto con la persona, es donde repercute cualquier distribución anterior, es por esto que toma un rol fundamental en el desarrollo de un buen espaldar. Para enfrentarse a este problema, se analizó un referente directo natural, del cual se extrae el concepto de disipación a través de la distribución de cargas puntuales a un anillo de puntos diferenciales. Esto se observa en las ventosas del pulpo que como carga puntual genera un sistema de micro distribución y como sistema conjunto hombre-mochila genera un sistema de macro distribución. Como concepto extraíble la divergencia de esfuerzos es la mejor manera de enfrentar la desembocadura de estos. Teoría & Referencias de Diseño

14. ESTUDIO Y CONSIDERACIONES En conjunto con la investigación y el correspondiente análisis, hemos de tomar en cuenta factores importantes que son los patrones que dan forma al producto, en este sentido debemos recordar que este es diseñado para llevar gran cantidad de peso cargado en la espalda, que es una zona que naturalmente no es para ello, además de considerar que este esfuerzos realizado en el entorno ya descrito que básicamente agregar más dificultad a esta acción no natural al cuerpo. Por ende, y en paralelo al análisis es preciso estudiar como se conforma la zona afectada, y las correspondientes consideraciones para no dañarla, además de buscar factores que agreguen valor en cuanto a disminuir el esfuerzo y a hacer que la nueva propuesta aporte nuevas soluciones y consideraciones que puedan innovar en este ámbito. Es así que además de realizar un estudio anatómico, también se han considerado factores como la ventilación y la forma de apoyo entre el producto y las zonas de contacto. CONSIDERACIONES ANATÓMICAS: La columna se divide en 4 zonas confirmadas por curvaturas: De ellas, las zonas de apoyo corresponden a las dos curvaturas externas, correspondiente a la zona torácica y a la zona pélvica, ya que son un soporte óseo, dejando lo más despejado posible la zona lumbar que es más ahuecada y permite la torsión y flexión. En las zonas de apoyo, este debe concentrarse en la parte superior de la escápula, en la zona torácica, y sobre la cresta iliaca en la zona pélvica, estos puntos son los soporte naturales para el esfuerzo que se aplica. Prototipo & Teoría de Diseño

15. SISTEMA DE VINCULACION La estabilidad es un aspecto muy importante, ya que sin ella aparte de poner en riesgo al usuario en el entorno, también puede causar graves daños a su salud, por ende la mochila se debe acoplar y ligar a la persona, para mantener el centro de masa lo más cercano a ella, es así que la correas de sujeción en los hombros deben contar con tirantes, que acerquen y a la vez eleven la carga para la correcta disipación de esfuerzos, el ángulo ideal de las correas debe ser de 45 grado, y además estos deben seguir el contorno de los hombros centrando el esfuerzo al tórax. Longitud del espaldar: 7ª vértebra hasta la cresta iliaca. La cruz formada por inicio de las correas debe coincidir entre los omóplatos En este punto en importante destacar que esta zona es la de mayor concentración de sudor, más específicamente siguiendo la línea escapularis de ambos lados de la espalda, lo que implica que el apoyo debe ser sobre las escápulas, dejando su contorno despejado y otorgar a esta zona la ventilación necesaria. SISTEMA DE APOYO Prototipo & Teoría de Diseño

17. EVOLUCIÓN Gracias a tener claras los patrones y consideraciones ya nombradas el diseño no tuvo muchas modificaciones, la evolución fue a partir de un exoesqueleto, que en un principio consideraba las barras de aluminio para dar rigidez a la estructura, pero luego al delimitarla se ha llegado a una propuesta exoacoplable. Evolución formal de la estructura/exoesqueleto acoplable DESARROLLO Al definir la forma general comienza el desarrollo de los sistemas y la búsqueda de soluciones específicas, delimitando las zonas de acolchado, los ejes de movimiento y sistema de adaptabilidad. Prototipo & Diseño

18. MOVILIDAD Y DISIPACIÓN DE ESFUERZO: El cinturón ha sido desarrollado bajo el principio de “absorber movimiento con movimientos” por ello cuenta con ejes para trabajar este principio Prototipo & Diseño

19. Prototipo & Diseño características de la cumbre es necesario hacer campamentos en distintos puntos para el abastecimiento, y es en esta etapa de preparación, que transporte para la implementación de estos campamento se haga con la mochila de 70 litros o más. USABILIDAD En sí una mochila de 70 litros no se utiliza para atacar la cumbre, pero al investigar sobre cómo es la logística en largas expediciones, dónde el equipamiento para lograrlas es muy variado y especializado, se ha encontrado que la mochila es utilizada en gran medida para lograr la conquista, ya que dependiendo de la altitud y

20. CONSTRUCCIÓN El proceso constructivo en contempla en una primera etapa, la construcción del partes que se acoplan a la estructura: 1 ACOLCHADO El acolchado se ha simulado con esponja de alta densidad la que se utiliza para recubrir cañerías, dándole una forma tubular, lo que fue muy favorable para lograr simular la forma deseada. 2 CINTURON El cinturón se ha construido con trovicel que es un material que presentó muy buenas características de felixibilidad, y resistencia, además de ser muy liviano, con él se ha dado la forma y luego con calor se le ha dado la forma. Por efectos de roce y precaución éste lleva acolchada el que se ha simulado con goma eva. Prototipo & Diseño

21. 4 PROCESODE COSTURA Este trabajo se ha realizado con una máquina de coser industrial para el unir el acolchado a las partes correspondientes, ya que estas no pueden ser forradas para una adherencia correcta, lo que además se asimila al proceso de espuma termonformada, el que con puede adherir el acolchado directamente a la estructura, y hasta es posible seguir el mismo proceso con las tela que le forran el acolchado. Taller: Alexis Ponce. 3 ESTRUCTURA Esta se ha trabajado con PVC, a la que se le ha dado la forma por un proceso de termoformado. Prototipo & Diseño

22. PROTOTIPO FINAL Prototipo & Diseño

26. ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DEL MATERIAL: Cada filamento de carbono es la unión de muchos miles de filamentos de carbono. Un filamento es un fino tubo con un diámetro de 5–8 micrómetros y consiste mayormente de carbono. La estructura atómica de la fibra de carbono es similar a la del grafito, consistente en láminas de átomos de carbono arreglados en un patrón regular hexagonal. La diferencia recae en la manera en que esas hojas se entrecruzan. El grafito es un material cristalino en donde las hojas se sitúan paralelamente unas a otras de manera regular. Las uniones químicas entre las hojas es relativamente débil, dándoles al grafito su blandura y brillo característicos. La fibra de carbono es un material amorfo: las hojas de átomos de carbono están azarosamente foliadas, o apretadas, juntas. Esto integra a las hojas, previniendo su corrimiento entre capas e incrementando grandemente su resistencia. MATERIALES Y PROCESOS CONSTRUCTIVOS Para una estructura apropiada que aporte las características de resistencia y posibilite la flexión y torsión necesarias para que el usuario pueda desenvolverse como corresponde, se plantea el uso de fibra de carbono, por ser un material liviano, con elevadas propiedades mecánicas con un elevado módulo de elasticidad, además de su resistencia a agentes externos, gran capacidad de aislamiento térmico, gran tolerancia a las variaciones de temperatura, conservando su forma y sus propiedades ignífugas, todos atributos aptos para los requerimientos planteados. Sección Técnica

27. PROVEEDOR: Carbonline LLC, Miami, FL. FC3KPLAIN Espesor(mm): 0.3 Ancho(cm): 50 Peso (g/m2): 195 5.9 ozy Count/inch: urdimbre 12.5 por protocolo de 12.5 Fibra: urdimbre 3K welf 3K Medida del rollo (m): 100 Yards Costo de la yarada lineal(US$): $48.00 La densidad de la fibra de carbono es de 1.750 kg/m3. Es dieléctrico y de baja conductividad térmica. Al calentarse, un filamento de carbono se hace más grueso y corto. Naturalmente las fibras de carbono son negras, pero recientemente hay disponible fibra coloreada. SU DENSIDAD LINEAL ES: masa por unidad de longitud, con la unidad 1 tex = 1 g/1000 m ó también por el número de filamentos por yarda, en millas. EL COSTO: de un paño de 1 metro cuadrado de fibra de carbono es de aproximadamente $30.000, a eso se le debe sumar los acelerantes, las resinas, desmoldantes y gelcoats que son utilizados para preparar y matrizar piezas, además de la mano de obra. Un paño de un metro cuadrado alcanza aproximadamente para una pieza plana de no mas de 30 x 30 cms, pensando en hacerla en tres capas, pero todo esto depende del proceso de fabricación que se utilice, además de el tipo de patrón de tejido que se utiliza, que en este caso el ideal sería multidireccional lo que ayuda en la disipación de esfuerzos-. Sección Técnica

28. Materialidades. Respecto del acolchado a lograr para proporcionar la macro y micro distribución de esfuerzos, se plantea el proceso de espuma termo formada, la espuma a utilizar es la espuma de poliuretano, muy común en acolchados y domésticos similares. Los productos de espuma de poliuretano se hacen en un proceso de un paso, en el cual dos ingredientes líquidos (poliol e isocianato) se mezclan y se vierten de inmediato dentro de un molde u otra forma que sintetice el polímero, y simultáneamente dé forma a la pieza. Además requiere una reducción de las presiones por lo que es posible abaratar los costos que implica la producción, los requerimientos de fuerza en la prensa de la máquina y emplear moldes más baratos, e incluso de aluminio. Sección Técnica En cuanto a dar un buen acabado y protección se ha considerado forrar las superficies con fibras de poliéster, que resisten sin problemas la radiación solar, la lluvia o los tirones, y respecto de la protección del acolchado se precisa de tela sándwich que proporciona ventilación y suavidad, para las zonas de contacto y mayor roce, esta puede ser adherida a la espuma por un proceso de termoformado Un molde abierto puede ser un recipiente con el contorno requerido (por ejemplo, para el cojín de un asiento de automóvil), o un canal largo que pasa lentamente frente al surtidor para hacer secciones largas y continuas de espuma.

29. Sección Técnica

30. EXternal Spine

32. Ficha Técnica EXternal Spine Producción: Fabricación de molde estructura Fabricación estructura en fibra de carbono Dimensionamiento de textiles Fabricación de piezas textiles Fabricación de molde apoyo Fabricación de apoyo en espuma Unión de espuma y estructura Inserción de anclajes y piezas complementarias (cintas,enganches, etc.) Unión de piezas textiles con apoyo y ensamble final Producto listo para el embalaje y comercialización