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Diseño de un exoesqueleto ergonómico adaptable para la prevención de lesiones en la columna vertebral en trabajadores operativos y administrativos en el contexto laboral colombiano

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datacite.rightshttp://purl.org/coar/access_right/c_16ec
dc.contributor.advisorPacheco Yepes, Jorge Luis
dc.contributor.advisorMendinueta Martínez, Martha
dc.contributor.authorNiño Diaz, Yesid Alexander
dc.contributor.authorNavarro Pinedo, Heydy Margarita
dc.contributor.authorPérez González, Kimberlyn
dc.contributor.authorSalas Peña, Ivannia Carolina
dc.date.accessioned2025-07-01T22:45:22Z
dc.date.available2025-07-01T22:45:22Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractObjetivo: Diseñar un exoesqueleto ergonómico adaptable para la prevención de lesiones en la columna vertebral en trabajadores operativos y administrativos en el contexto laboral colombiano. Materiales y métodos: Se realizó un estudio de tipo aplicado, con enfoque descriptivo y de desarrollo tecnológico, orientado al diseño y validación de un exoesqueleto ergonómico adaptable. El proceso metodológico se estructuró en cuatro fases: (1) caracterización de las demandas ergonómicas y biomecánicas de los trabajadores operativos y administrativos; (2) conceptualización y diseño funcional del exoesqueleto; (3) selección de materiales y tecnologías apropiadas para el contexto colombiano; y (4) desarrollo y evaluación del prototipo con usuarios representativos de ambos perfiles laborales. La caracterización ergonómica incluyó el análisis de las tareas críticas: manipulación manual de cargas en operativos y sedestación prolongada en administrativos, identificando los factores de riesgo asociados a la columna vertebral. Se consideraron variables antropométricas, biomecánicas y de género para garantizar la adaptabilidad del diseño. El desarrollo conceptual se basó en principios ergonómicos centrados en el usuario, priorizando la comodidad, la facilidad de ajuste y la integración con las actividades laborales. La selección de materiales buscó optimizar la relación entre ligereza, durabilidad y viabilidad económica. Finalmente, el prototipo fue evaluado en pruebas piloto, recopilando la retroalimentación de los usuarios sobre comodidad, facilidad de uso, integración con las tareas y percepción de mejora ergonómica. Resultados: El análisis inicial evidenció diferencias significativas en los riesgos ergonómicos de ambos grupos: los trabajadores operativos presentaron sobrecarga lumbar y torácica debido a la manipulación manual de cargas, mientras que los administrativos experimentaron molestias cervicales, dorsales y lumbares asociadas a la sedestación prolongada y la falta de apoyo ergonómico adecuado. El diseño conceptual del exoesqueleto logró integrar criterios de adaptabilidad antropométrica, permitiendo el ajuste a diversas tallas y proporciones corporales, así como a las diferencias de género. Se establecieron dos tipos de soporte diferenciados: uno lumbar y robusto para operativos, y otro postural, dinámico y sutil para administrativos, facilitando la alineación vertebral y el cambio de postura. La selección de materiales se orientó hacia opciones ligeras y duraderas, adecuadas para la fabricación local y con bajo costo de mantenimiento. El prototipo funcional demostró capacidad de ajuste y comodidad, sin limitar la movilidad esencial para cada tipo de tarea. Durante la evaluación, los usuarios reportaron una reducción en la percepción de esfuerzo físico y en las molestias musculoesqueléticas, así como una integración efectiva del exoesqueleto en sus actividades diarias. La aceptación fue alta, destacándose la importancia de la personalización y la facilidad de ajuste. Se identificaron como factores críticos para la implementación exitosa la adaptabilidad del dispositivo, la facilidad de mantenimiento, el costo accesible y la participación de los usuarios en el proceso de diseño y validación.spa
dc.description.abstractObjective: To design an adaptable ergonomic exoskeleton aimed at preventing spinal injuries in operational and administrative workers within the Colombian occupational context. Materials and Methods: An applied study with a descriptive and technological development approach was conducted, focused on the design and validation of an adaptable ergonomic exoskeleton. The methodological process was structured into four phases: (1) characterization of ergonomic and biomechanical demands of operational and administrative workers; (2) conceptualization and functional design of the exoskeleton; (3) selection of materials and technologies appropriate for the Colombian context; and (4) development and evaluation of the prototype with representative users from both occupational profiles. Ergonomic characterization included analysis of critical tasks: manual material handling for operational workers and prolonged sitting for administrative workers, identifying risk factors associated with the spine. Anthropometric, biomechanical, and gender variables were considered to ensure design adaptability. The conceptual development was based on user-centered ergonomic principles, prioritizing comfort, ease of adjustment, and integration with work activities. Material selection aimed to optimize the balance between lightness, durability, and economic viability. Finally, the prototype was evaluated through pilot tests, collecting user feedback on comfort, usability, task integration, and perceived ergonomic improvement. Results: Initial analysis revealed significant differences in ergonomic risks between the two groups: operational workers exhibited lumbar and thoracic overload due to manual material handling, while administrative workers experienced cervical, dorsal, and lumbar discomfort related to prolonged sitting and inadequate ergonomic support. The exoskeleton’s conceptual design successfully integrated anthropometric adaptability criteria, allowing adjustment to diverse body sizes, proportions, and gender differences. Two differentiated support types were established: a lumbar and robust support for operational workers, and a subtle, dynamic postural support for administrative workers, facilitating spinal alignment and posture changes. Material selection favored lightweight and durable options suitable for local manufacturing with low maintenance costs. The functional prototype demonstrated adjustability and comfort without restricting essential mobility for each task type. During evaluation, users reported reduced perception of physical effort and musculoskeletal discomfort, along with effective integration of the exoskeleton into daily activities. Acceptance was high, highlighting the importance of personalization and ease of adjustment. Critical factors for successful implementation included device adaptability, ease of maintenance, affordable cost, and user involvement in design and validation processes.eng
dc.format.mimetypepdf
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.12442/16782
dc.language.isospa
dc.publisherEdiciones Universidad Simón Bolívarspa
dc.publisherFacultad de Ciencias de la Saludspa
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationaleng
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectExoesqueletosspa
dc.subjectErgonomíaspa
dc.subjectColumna vertebralspa
dc.subjectTrastornos musculoesqueléticosspa
dc.subjectPrevención de accidentesspa
dc.subjectSalud laboralspa
dc.subjectAdaptabilidad antropométricaspa
dc.subject.keywordsExoskeletonseng
dc.subject.keywordsErgonomicseng
dc.subject.keywordsSpineeng
dc.subject.keywordsMusculoskeletal disorderseng
dc.subject.keywordsAccident preventioneng
dc.subject.keywordsOccupational healtheng
dc.subject.keywordsAnthropometric adaptabilityeng
dc.titleDiseño de un exoesqueleto ergonómico adaptable para la prevención de lesiones en la columna vertebral en trabajadores operativos y administrativos en el contexto laboral colombianospa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/other
dc.type.spaOtros
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oaire.versioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion
sb.investigacionProcesos de intervención en ergonomíaspa
sb.programaEspecialización en Ergonomíaspa
sb.sedeSede Barranquillaspa

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