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Title:	Diseño y simulación computacional de una estructura interna para protector de espalda para motociclistas
Other Titles:	Design and computational simulation of an internal structure for a back protector for motorcyclists
Authors:	Cabrera Salamanca, Jorge Andrés
metadata.dc.contributor.advisordocenteinvestigador:	Teran Llorente, Leonel Alveyro
License type:	Atribución – No comercial – Compartir igual
Keywords:	Fuerza transmitida;Protector de espalda;Simulación;Transmitted force;Back protector;Simulation;Tesis y disertaciones académicas
Issue Date:	1-Aug-2023
Publisher:	Fundación Universidad de América
Resumen:	Dentro de los medios de transporte motorizados, las motocicletas son más vulnerables a impactos, lo cual aumenta significativamente el riesgo de accidentalidad, y por lo tanto las lesiones físicas ocasionadas a personas y la gravedad de estas. Para prevenir estas lesiones y/o disminuir su gravedad, en el mercado se consiguen protectores para motociclistas cuyo diseño está bastante estandarizado en términos de materiales, ya que para su desarrollo se suelen utilizar dos tipos de materiales: blandos como la espuma (usualmente D3O o goma EVA (Etil Vinil Acetato) o rígidos como el polipropileno. En el caso de los protectores de espuma, estos tienen limitaciones al momento de proteger de impactos, ya que estos al ser flexibles transmiten más energía de la recomendada para evitar lesiones (Norma EN 1621-2), y esta flexibilidad tampoco evita deformaciones en la columna vertebral de la persona. Por otra parte los protectores rígidos, que evitan la torsión de la espalda, suelen tener un costo mayor respecto a las protecciones de espuma. Por ejemplo, se observa que dentro de la marca “Alpinestars”, un protector rígido puede tener un costo de $120 USD aproximadamente mientras que un protector de espuma de la misma marca puede tener un valor mucho menor, de aproximadamente $60 USD, lo cual también resulta ser un precio elevado para una persona promedio en el país, ya que al momento del estudio este precio resulta ser de alrededor de $260000 COP. El presente proyecto tiene como objetivo el diseño y simulación computacional de una estructura interna de un protector de espalda para motociclistas, cuyo desarrollo, análisis y evaluación de resultados, sirvan para obtener información que permitan mejorar los elementos de protección de motociclistas, mediante la mitigación o eliminación de los puntos débiles de protectores que se comercialicen en el futuro, y/o apoyen futuras investigaciones relacionadas con el diseño de protectores. En este estudio se usan geometrías y materiales previamente utilizados en otras aplicaciones relacionadas con la protección de impactos principalmente en la industria automotriz, ya que en este sector se elaboran elementos de protección que buscan dispersar la energía de impactos por accidentes sobre los ocupantes de vehículos, y dichos elementos resultan ser bastante efectivos para disminuir lesiones físicas en personas y sus consecuencias temporales o permanentes. Según los resultados obtenidos del diseño y simulación desarrollados en este estudio, se pudo establecer que la fibra de carbono y el HDPE en protectores de geometría ovalada sirven para mejorar los elementos de protección para motociclistas, ya que estos materiales son capaces de cumplir con los niveles de fuerza transmitida hacia el cuerpo establecidos por la Norma EN 1621-2 (del orden de 20 kN), atenuando inclusive un poco más de la fuerza establecida por la norma, llegando a transmitir alrededor de 15kN.
Abstract:	Among motorized means of transport, motorcycles are more vulnerable to impacts, which significantly increases the risk of accidents, and therefore the physical injuries caused to people and the severity of these injuries. To prevent these injuries and/or reduce their severity, motorcycle protectors are available in the market whose design is fairly standardized in terms of materials, since two types of materials are usually used for their development: soft materials such as foam (usually D3O or EVA (Ethyl Vinyl Acetate) or rigid materials such as polypropylene. In the case of foam protectors, these have limitations when protecting against impacts, since they are flexible and transmit more energy than recommended to avoid injuries (Standard EN 1621-2), and this flexibility does not prevent deformations in the spine of the person. On the other hand, rigid protectors, which prevent torsion of the back, are usually more expensive than foam protectors. For example, it is observed that within the "Alpinestars" brand, a rigid protector can have a cost of approximately $120 USD while a foam protector of the same brand can have a much lower value, of approximately 60 USD, which also turns out to be a high price for an average person in the country, since at the time of the study this price turns out to be around $260000 COP. The objective of this project is the design and computational simulation of an internal structure of a back protector for motorcyclists, whose development, analysis and evaluation of results, serve to obtain information to improve the protection elements for motorcyclists, by mitigating or eliminating the weak points of protectors that are marketed in the future, and/or support future research related to the design of protectors. In this study, geometries and materials previously used in other applications related to impact protection are used, mainly in the automotive industry, since in this sector, protective elements that seek to disperse the energy of impacts caused by accidents on vehicle occupants are developed, and these elements prove to be quite effective in reducing physical injuries to people and their temporary or permanent consequences. According to the results obtained from the design and simulation developed in this study, it was possible to establish that carbon fiber and HDPE in oval geometry protectors serve to improve the protection elements for motorcyclists, since these materials are capable of complying with the levels of force transmitted to the body established by the EN 1621-2 Standard (of the order of 20 kN), attenuating even a little more than the force established by the standard, transmitting around 15kN.
URI:	https://hdl.handle.net/20.500.11839/9249
Citation:	APA 7th - Cabrera Salamanca, J. A. (2023) Diseño y simulación computacional de una estructura interna para protector de espalda para motociclistas. [Trabajo de grado, Fundación Universidad de América] Repositorio Institucional Lumieres. https://hdl.handle.net/20.500.11839/9249
metadata.dc.publisher.program:	Diseño de máquinas
Appears in Collections:	Trabajos de grado - Ingeniería Mecánica

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