REVISTA
JUVENTUD Y CIENCIA SOLIDARIA:
En el camino de la investigación
Brazo robótico
Erika Samantha Coraizaca Coyago, Mayra Michelle Guanoquiza Bueno,
Michelle Daniela Maza Puma, Alejandra Elizabeth Zea Nieto
Mi nombre es Erika Samantha Coraizaca
Coyago, tengo 17 años y estudio el tercer
año de Informática en la Unidad Educativa
Particular Sudamericano. Me gusta jugar
fútbol, escuchar música y caminar. Quiero
estudiar en una universidad extranjera.
Mi nombres es Mayra Michelle
Guanoquiza Bueno, tengo 16 años
y estudio el tercer año de Informática en la
Unidad Educativa Particular Sudamericano.
Me gusta pintar y dibujar. Quiero estudiar
Medicina en la universidad.
Mi nombre es Michelle Daniela Maza
Puma; tengo 17 años y estudio el tercer
año de Informática de la Unidad Educativa
Particular Sudamericano. Me gusta dibujar.
Quiero estudiar Medicina en la universidad.
Alejandra Elizabeth Zea Nieto
tengo 17 años y estudio el tercer año
de Informática de la Unidad Educativa
Particular Sudamericano. Me gusta cantar,
pintar, dibujar y hacer deporte. Quiero
estudiar Biomedicina en la universidad.
Resumen
El proyecto del brazo robótico está inspirado en la
película Terminator y tiene como objetivo brindar
conocimientos a los estudiantes sobre la creación de
prótesis para personas con discapacidad motora. En
Ecuador, se estima que el 45,66 % de la población
tiene algún tipo de discapacidad física, por lo que con
este proyecto queremos contribuir a mejorar la calidad
de vida de estas personas. Además, se busca que los
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estudiantes de cursos inferiores sean incentivados e
inspirados para crear más proyectos relacionados con
este tema en el futuro. Registros del 2020 hablan de
471,205 personas con discapacidad en el país (Medica,
2020).
El brazo robótico fue creado mediante modelado en
3D y fue impreso utilizando un material llamado PLA
(ácido poliláctico), el cual tiene un acabado limpio
además de ser un material bastante resistente. Cada
pieza del brazo, como los dedos y el antebrazo, fue
armada y pintada por las integrantes del grupo. Para
recrear el movimiento del brazo, se utilizaron hilos
de nylon, servomotores, switches, cables de cobre y
otros componentes secundarios, con el fin de permitir
que los dedos del brazo se movieran de arriba hacia
abajo, imitando el movimiento de apertura y cierre de
la mano humana. El proyecto fue culminado aproxi-
madamente en 4 meses, fue presentado en el evento
Open House de la Unidad Educativa Sudamericano
y en la feria de emprendimientos tecnológicos en la
Unidad Educativa Particular Corazón de María.
Palabras clave: prótesis, servomotores, aprendizaje,
discapacidad, giro, modelado 3D, impresión en 3D.
Explicación del tema
Todos los años, en la Unidad Educativa Particular
Sudamericano, se celebra el evento Open House, en el
cual se presentan proyectos asignados por los maestros
de diferentes materias a los estudiantes. En el área
de informática, a los estudiantes de segundo año, se
les pidió hacer un proyecto relacionado con impresión
3D. Para ello, se creó un grupo de 4 personas quienes,
con ayuda de los profesores, recibieron el visto bueno
para imprimir en 3D una prótesis funcional para el
antebrazo y la mano.
Se visitaron varias páginas relacionadas con la im-
presión 3D para encontrar el diseño en el que se basaría
el proyecto. Después de largas búsquedas, se encontró
un brazo en la página Cults, inspirado en la película
de Terminator. Inicialmente, este brazo era decorativo,
pero se decidió tomar el riesgo de imprimirlo, ya que
constaba de varias piezas para armar.
Figura 1. Diseño del brazo en la página Cults
Fuente: shorturl.at/cfJK2
El filamento PLA fue el material en el cual se im-
primió la prótesis. Este material es ecoamigable con
el medio ambiente ya que está fabricado a partir de
recursos renovables como el almidón de maíz y la caña
de azúcar.
La impresión tiene un valor aproximado de $50
dólares, con una medida de 50cm de altura y un total
de más de 124 piezas para armar.
Tabla 1. Costos del proyecto
Costos de materiales
Impresión 3D $50.00
Servomotor $15.00
Hilo nylon $1.50
Clavos $1,00
Bobinas para hilo de canilla $4,00
Palos de helado $1,00
Switches $4,00
Tabla $10.00
Pintura en aerosol $3,50
Fuente: Autoras
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Figura 2. Costos del proyecto
Fuente: Autoras
Después de imprimir todas las piezas, se procedió
al armado del brazo robótico, lo cual tomó aproxima-
damente un mes. En primer lugar, se identificó cada
pieza y se separaron por secciones: dedos, muñeca,
antebrazo y base del brazo.
Figura 3. Pieza base del brazo recién impresa
Fuente: Autoras
Figura 4. Piezas de la mano recién impresa
Fuente: Autoras
Figura 5. Armado y pintado completo del brazo robótico
Fuente: Autoras
El soporte se lo desarrolló con palos situados detrás
de los dedos para facilitar el movimiento de la mano,
empleando poleas; así, el giro inversivo del motor iba
enrollando al cerrar y desenredando al abrir. En la
parte superior de estos palos, se encontraban unos pe-
queños círculos huecos diseñados para pasar los hilos
de nylon, con la finalidad de simular el movimiento de
los dedos.
Figura 6. Colocación de palos e hilos nylon al brazo
Fuente: Autoras
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Además, fueron instaladas dos bobinas para el hilo
de canilla: una al inicio de la base del antebrazo y otra
al inicio de la muñeca. Los 4 hilos correspondientes a
los dedos fueron pasados por estas bobinas. Un nudo
fue creado a unos 10 cm por debajo de las bobinas
para asegurarlos. Esto con la finalidad de ayudar a
que los hilos estén en un solo lugar y que en el giro
inversivo no se enreden.
Figura 7. Colocación de palos e hilos nylon al brazo
Fuente: Autoras
Figura 8. Colocación de palos e hilos nylon al brazo
Fuente: Autoras
En esta base, se construyó una estructura que
sostenía un palo delgado con dos bobinas para el hilo de
canilla, donde las dos partes del hilo que iban desde la
base del antebrazo hasta la muñeca fueron amarradas.
Figura 9. Bobinas de hilo para el movimiento de los dedos
Fuente: Autoras
Figura 10. Base para ejecutar el movimiento de los dedos
del brazo
Fuente: Autoras
Un tornillo hueco impreso en 3D fue colocado en
el mismo palo, que se encuentra como base sostenible
de los dedos, para que sirviera como punto de giro del
servomotor. Las conexiones se encuentran debajo de
la base, mientras que los switches, utilizados para en-
cender y apagar el brazo y hacer que gire hacia arriba
y hacia abajo, se encuentran en la parte frontal.
Figura 11. Giro del servomotor
Fuente: Autoras
Figura 12. Switches para subir y bajar los dedos de la
mano
Fuente: Autoras
Para hacer que las manos del brazo robótico puedan
moverse, se invirtió el giro del motor. Se colocaron dos
switches en la base, uno para elevar los dedos y otro
para bajarlos.
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Figura 13. Puente H del motor
Fuente: Autoras
Figura 14. Brazo robótico finalizado
Fuente: Autoras
Conclusiones
La realización de este proyecto ha permitido no solo
desarrollar un brazo robótico funcional, sino también
demostrar la versatilidad y beneficios de la impresión
3D en distintos ámbitos. Es importante destacar que
esta tecnología puede ser aplicada en diversas áreas, no
solo en la fabricación de prótesis y dispositivos médi-
cos, sino también en la creación de objetos cotidianos
y herramientas industriales.
Entre los beneficios más destacados de la impresión
3D se encuentra la reducción de costos y tiempos de
producción, la capacidad de imprimir diseños de ma-
nera fácil y rápida, conjuntamente con la posibilidad
de utilizar materiales reciclados, lo que representa una
ventaja desde el punto de vista medioambiental.
El uso de la impresión 3D es una herramienta muy
útil en la creación de soluciones innovadoras en los
capos de biomedicina, robótica y electrónica lo cual
ayuda a mejorar la calidad de vida de las personas,
no solo con la creación de prótesis sino también en
instrumentación médica.
Referencias
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«Ecuador registra 476.360 personas con discapaci-
dad». Edición Médica. [En línea]. Disponible en:
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nica de Ambato. (s.f.). «Personas con discapacidad
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[4] Artec 3D. (s.f.). «Brazo biónico controlado
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[5] Envaselia. (s.f.). « ¿Qué es el plástico PLA y para
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ortoprótesis en el sector de la medicina ». [En línea].
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[7] Espinosa, A. (2019). «Impresión 3D: El Futuro
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[8] Autodesk. (2023). «Impresión 3D ». Disponible en:
https://shorturl.at/cHLP7
