Una tesis innovadora propone la creación de plantillas personalizadas utilizando técnicas de minería de datos y optimización.

Una tesis innovadora propone la creación de plantillas personalizadas utilizando técnicas de minería de datos y optimización.

LOGROÑO, 29 Nov. - Una tesis doctoral desarrollada en la Universidad de La Rioja (UR) ha introducido un nuevo método para la fabricación de plantillas personalizadas. Este método utiliza la minería de datos y técnicas avanzadas de optimización, lo que evita la necesidad de fabricar prototipos y las molestias ocasionadas por otros métodos existentes.

El autor de la tesis, Saúl Íñiguez Macedo, ha llevado a cabo su investigación en el Departamento de Ingeniería Mecánica, en colaboración con el Centro Tecnológico del Calzado de La Rioja (CTCR) y la ADER.

El título de la tesis es 'Modelizado y optimización de problemas mecánicos no lineales mediante el Método de Elementos Finitos, RSM y ML' y ha sido dirigida por Ana González Marcos y Rubén Lostado Lorza. El trabajo de Íñiguez ha sido calificado con la máxima nota de 'cum laude'.

El doctor Íñiguez Macedo ha desarrollado un novedoso método basado en minería de datos y técnicas avanzadas de optimización para trabajar con materiales elásticos, como cauchos y gomas. Este método permite caracterizar el comportamiento de estos materiales obteniendo sus curvas fuerza-desplazamiento.

"Estos materiales presentan complejidades en su comportamiento que dificultan enormemente las operaciones de cálculo teórico. Para su caracterización, tradicionalmente son sometidos a diferentes ensayos, recogiendo las curvas de tensión-deformación con el fin de obtener así el mejor tipo de ajuste", explica el doctor Saúl Íñiguez.

En el pasado, la obtención de estas curvas requería el uso de equipamiento específico, que generalmente no estaba disponible debido a su alto coste. Sin embargo, los resultados de la investigación de Íñiguez Macedo eliminan la necesidad de este equipamiento, abaratando y agilizando el proceso de obtención de parámetros constitutivos.

Un ejemplo de aplicación práctica de estos métodos es la fabricación de plantillas personalizadas. Según Íñiguez Macedo, estas plantillas solían fabricarse siguiendo los conocimientos de profesionales como podólogos y ortopédicos médicos, que obtenían una réplica del pie del paciente y, a partir de ella, fabricaban la plantilla utilizando materiales de diferentes durezas.

Sin embargo, el nuevo proceso propuesto en la tesis utiliza modelos digitales obtenidos a partir de TACs del pie del paciente, que incluyen no solo huesos, sino también ligamentos y tejidos blandos. Esto permite determinar de manera precisa el comportamiento del pie tanto en su aspecto externo como interno.

Estos nuevos métodos permiten validar diferentes diseños de plantillas de manera ágil, sin necesidad de fabricar prototipos o realizar pruebas que puedan causar molestias al paciente. Las plantillas son diseñadas mediante técnicas de modelado 3D y se obtienen mediante fabricación aditiva, lo que acelera el proceso de fabricación.

En resumen, estos métodos proporcionan a los profesionales una poderosa herramienta para el diseño de plantillas, obteniendo información detallada que antes no era posible, como las tensiones internas en los huesos. Además, los pacientes obtienen un producto de mayor calidad, evitando procesos iterativos de prueba y error y ahorrando tiempo y molestias.

La investigación de Saúl Íñiguez ha sido realizada en colaboración con el Centro Tecnológico del Calzado de La Rioja, que también ha participado en el proyecto de la ADER- 2014-I-IDD-00162 'Predicción de la resistencia al deslizamiento y a la fatiga a flexión en suelas de calzado mediante el método de los elementos finitos y técnicas de minería de datos', junto con la Universidad de La Rioja.

La tesis doctoral presenta una metodología de caracterización de elastómeros basada en el Método de Elementos Finitos (MEF), Machine Learning (ML) y técnicas avanzadas de optimización.

Este procedimiento permite caracterizar materiales elastómeros de manera prácticamente instantánea a través de sus curvas fuerza-desplazamiento, que se pueden obtener fácilmente mediante una máquina universal sin la necesidad de añadir equipos de extensometría.

La tesis incluye los resultados de los ensayos realizados sobre diez materiales elastómeros de tipo NBR, SBR, EVA y PU, que han sido replicados mediante modelos de elementos finitos para validar la metodología propuesta.

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