Diseño de prótesis ergonómica para reinserción laboral en usuarios con amputación del pulgar
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Resumen
El presente proyecto aborda la pertinencia del diseño de una prótesis ergonómica para usuarios con amputación metacarpofalángica del primer dedo de la mano, una condición que afecta de forma crítica la función prensil y genera barreras para la reinserción laboral. El sector floricultor, altamente dependiente de la destreza manual, representa un escenario relevante para analizar esta problemática, pues sus labores de clasificación y boncheo de flores requieren agarres de precisión y repetitividad. El objetivo general consistió en diseñar una prótesis mecánica accesible, funcional y de bajo costo, orientada a facilitar el retorno al trabajo en este sector.
El proyecto se desarrolló bajo un enfoque exploratorio y utilizando la metodología de Diseño Centrado en el Ser Humano (ISO 9241-210), articulando revisión documental, análisis biomecánico, evaluación normativa y procesos iterativos de bocetación, prototipado y modelado digital. Se aplicaron técnicas como análisis de tareas, matrices de necesidades, modelado en yeso, escaneo 3D mediante Gaussian Splatting y modelación CAD en Fusion 360, además de impresión 3D y ensamblaje experimental.
Como resultado, se obtuvo una prótesis mecánica conformada por socket, falange proximal y distal, articulaciones internas y un mecanismo de flexión por hilo terlenca, diseñada en PLA y con recubrimiento interno de silicona para mejorar el confort. El dispositivo permite ejecutar agarres funcionales como pinza lateral, pinza de poder y agarre prismático, esenciales para la manipulación de alstroemeria.
El proyecto aporta una solución ergonómica, accesible y replicable, con potencial impacto en el mercado protésico colombiano. Su contribución se centra en la innovación social, la reducción de barreras laborales y el fortalecimiento de la ergonomía aplicada y el diseño universal en contextos agrícolas.
Descripción
Abstract
This project addresses the relevance of designing an ergonomic prosthesis for users with metacarpophalangeal amputation of the thumb, a condition that critically affects grasping ability and generates significant barriers to labor reintegration. The floriculture sector, highly dependent on manual dexterity, represents a pertinent context for this study, as tasks such as flower classification and bunching demand precision grips and repetitive hand movements. The main objective was to design a low-cost, functional mechanical prosthesis that facilitates return-to-work in this industry.
The research adopted an exploratory approach and implemented Human-Centered Design methodology (ISO 9241-210), integrating documentary review, biomechanical analysis, regulatory evaluation, and iterative design processes including sketching, prototyping, digital modeling, and material testing. Techniques used included task analysis, needs matrices, plaster modeling, 3D scanning via Gaussian Splatting, CAD modeling in Fusion 360, 3D printing, and experimental assembly and evaluation.
The project resulted in a functional mechanical prosthesis composed of a socket, proximal and distal phalanges, internal articulations, and a flexion mechanism activated through Terlenca® thread. The device was fabricated primarily in PLA with an internal silicone liner to improve comfort and load distribution. It enables essential grasp patterns—such as lateral pinch, power pinch, and prismatic grasp—required for handling Alstroemeria stems during floriculture tasks.
This work provides an ergonomic, accessible, and low-cost prosthetic solution with potential impact on the Colombian assistive device market. Its contribution lies in promoting social innovation, reducing occupational barriers, and strengthening applied ergonomics and universal design principles in agricultural labor environments.
Palabras clave
Prótesis de pulgar, Ergonomía física, Diseño centrado en el ser humano, Amputación metacarpofalángica, Floricultura, Reinserción laboral, Impresión 3D, Antropometría, Agarres funcionales, Diseño universal