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La ciencia tras los mecanismos de basculación para sillas manuales

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¿Te has sentado alguna vez en una silla y has intentado mantener el equilibrio inclinándote hacia atrás sobre las dos patas traseras? (No estoy recomendando a nadie que intente hacer esto - ¡puede ser peligroso y puedes caerte hacia atrás y hacerte daño! Sólo me doy cuenta de que es algo que yo he hecho en mi juventud y he visto a mis propios hijos hacerlo también (y por supuesto, les advertí de que no lo hicieran). ¿Quizá te agarraste a la mesa que tenías delante y usaste los brazos para empujarte hacia atrás y encontrar el punto de equilibrio? Es probable que hayas experimentado llegar al punto de inclinación y que la silla caiga hacia atrás, o si tuviste suerte, te recuperaste rápidamente moviendo tu peso hacia adelante para evitar caer hacia atrás.

Traigo a colación el ejemplo de inclinarse hacia atrás en una silla para que pensemos en el efecto que puede tener el desplazamiento del centro de gravedad en la basculación y cómo aplicar esto al pensar en los diferentes mecanismos de basculación de las sillas de ruedas manuales. Este mes, nos centraremos en las sillas de ruedas con basculación y en cómo el mecanismo de basculación afecta a la base de apoyo, incluidos la distancia total entre ejes de la silla de ruedas, el desplazamiento potencial del centro de gravedad y el esfuerzo necesario para bascular a una persona hacia adelante y hacia atrás.

La primera generación de sillas de ruedas manuales con basculación utilizaba un mecanismo giratorio con pistones de gas para mover dinámicamente la posición sentada a varios grados de basculación. De hecho, estos mecanismos siguen existiendo hoy en día en algunos modelos de sillas de ruedas manuales con basculación. En una silla de ruedas basculante con un mecanismo giratorio, se produce un desplazamiento del centro de gravedad a medida que la persona sentada se desplaza por los diferentes grados de basculación, al igual que en el ejemplo de inclinarse hacia atrás sobre las dos patas traseras de una silla de cuatro patas. En el caso de una silla de ruedas basculante con mecanismo giratorio, en lugar de empujar hacia atrás con los brazos en una mesa para lograr la basculación, son los pistones de gas los que se activan mediante un mecanismo de palanca, facilitando el movimiento.

Si pensamos que el centro de gravedad de la persona está aproximadamente a la altura del ombligo cuando está sentada, y pensamos en el ejemplo de sentarse en una silla de cuatro patas e inclinarse hacia atrás sobre las patas traseras, podemos visualizar que cuando está erguida, el centro de gravedad de la persona se desplaza hacia atrás a medida que la silla se desplaza hacia atrás. Si trazamos una línea imaginaria desde el punto inicial del centro de gravedad hasta el punto final del centro de gravedad, podemos imaginar el desplazamiento horizontal, o movimiento, del centro de gravedad. Al aumentar los grados de basculación al inclinarse hacia atrás sobre las dos patas traseras, aumenta el desplazamiento horizontal del centro de gravedad.

Si pensamos en la basculación del asiento sobre la base de una silla de ruedas, tenemos que pensar en la base de apoyo. La posición de las ruedas delanteras y traseras proporciona una base de apoyo para el asiento. Con un mecanismo de basculación, en el que se produce un desplazamiento del centro de gravedad con los diferentes grados de basculación, se requiere una base de apoyo larga para proporcionar estabilidad a la silla de ruedas, de modo que cuando el asiento bascule hasta el grado máximo que permita el sistema, la silla de ruedas no vuelque hacia atrás.

Una base de apoyo larga proporciona estabilidad para evitar el vuelco cuando se está en el rango máximo de basculación, pero también puede limitar la maniobrabilidad de la silla. Piensa en la diferencia entre una limusina y un coche deportivo. Es mucho más fácil maniobrar y aparcar un vehículo con una distancia entre ejes más corta que en un vehículo con una distancia entre ejes más larga. En cuanto a una silla de ruedas basculante, tanto si es un cuidador el que empuja la silla como si es el propio usuario el que se autopropulsa, una silla de ruedas con una distancia entre ejes más corta puede ser más fácil de maniobrar que una con una distancia entre ejes más larga. Además, el mecanismo giratorio significa que habrá diversos grados de basculación, lo que afecta a la capacidad de propulsar y maniobrar la silla de ruedas. Por estas razones, ha habido más desarrollos en los mecanismos de basculación para las sillas de ruedas basculantes.

La segunda y tercera generación de mecanismos de basculación para sillas de ruedas trataron de reducir el desplazamiento del centro de gravedad a través de los rangos de basculación. Al reducir el desplazamiento del centro de gravedad, se podía reducir la distancia entre ejes de la silla de ruedas, mejorando así en parte la maniobrabilidad. La segunda generación de mecanismos de basculación utilizaba un voladizo, o un sistema de articulación de cuatro barras, que reducía la cantidad de recorrido del centro de gravedad de la persona cuando se inclinaba entre la posición neutra y la posición máxima de basculación del sistema. Para reducir aún más el recorrido del centro de gravedad cuando se utilizaba el rango de basculación total, la tercera generación de mecanismos de basculación utilizaba un sistema de giro y deslizamiento. Con cada generación sucesiva de sistemas de basculación, la distancia entre ejes de la silla de ruedas podía reducirse un poco más sin dejar de proporcionar la estabilidad necesaria. Con una distancia entre ejes reducida, se mejoraba la maniobrabilidad.

La última generación de mecanismos basculantes para sillas de ruedas manuales incorpora un sistema rotacional. Debido a que el centro de gravedad de la persona se alinea con el centro de rotación de la silla, no hay desplazamiento del centro de gravedad de la persona. Además, los pistones de gas no son necesarios debido a la física del sistema de rotación. A continuación, puedes encontrar un gráfico que ejemplifica este mecanismo de basculación.

El pequeño círculo rojo y negro en el centro del gráfico muestra la alineación del centro de gravedad de la persona con el centro de rotación del mecanismo de basculación. Las zonas sombreadas de la persona sentada ilustran que, sea cual sea el grado de basculación, el centro de gravedad y el centro de rotación de la persona permanecen alineados. Debido a que no hay movimiento horizontal del centro de gravedad de la persona en los diferentes grados de basculación, la distancia entre ejes es más corta que en las sillas de ruedas con otros mecanismos de basculación, al tiempo que proporciona estabilidad a la silla en cualquier posición. (Se pueden hacer ajustes para cambiar la estabilidad anterior/posterior de la silla de ruedas. Sin embargo, la discusión de estos ajustes está fuera del alcance de este artículo). Con una distancia entre ejes más corta, se mejora la maniobrabilidad. La maniobrabilidad se mejora aún más ya que la distribución del peso permanece constante sobre las ruedas delanteras y traseras, sin importar el grado de basculación.

Como hemos visto, el tipo de mecanismo de basculación utilizado en la silla de ruedas tendrá un efecto sobre la distancia entre ejes, lo que afectará a la maniobrabilidad y propulsión de la silla. También influirá en la facilidad para bascular el asiento. Los mecanismos de basculación en los que hay un desplazamiento del centro de gravedad de la persona, como los mecanismos giratorios, voladizo o giro y deslizamiento, harán que el acompañante pueda experimentar diferencias en la facilidad para bascular la silla o regresar a la posición de “sentado”. Por ejemplo, si el centro de gravedad de la persona está detrás del punto de rotación, cuando se accionan las palancas para activar el mecanismo de basculación, la gravedad forzará el sistema hacia abajo a medida que el centro de gravedad de la persona se desplaza hacia abajo y hacia la espalda. A medida que se realiza la basculación, el centro de gravedad de la persona se sitúa más bajo y más lejos del punto de rotación, lo que aumenta la reacción. Se necesitan pistones de gas para proporcionar asistencia mecánica. Sin embargo, el acompañante seguirá notando la diferencia en el sentido de que puede ser más fácil bascular a alguien cuando el centro de gravedad está detrás del punto de rotación y comparativamente más difícil incorporar a alguien desde la posición de basculación a una posición erguida.

Cuando el centro de gravedad se alinea con el centro de rotación, como en los sistemas de basculación rotacional, debido a que no hay desplazamiento del centro de gravedad en diferentes grados de basculación, existe una resistencia neutra tanto al entrar como al salir de la basculación. Resistencia neutra significa que el acompañante notará que es igual de fácil bascular el asiento que volver a colocarlo en posición vertical. Y esto es así independientemente del peso de la persona sentada. Si el acompañante nota que hay problemas para bascular a la persona sentada en la silla o para incorporar la silla de ruedas desde una posición basculada, es necesario realizar un ajuste para alinear el centro de gravedad de la persona con el centro de rotación del sistema. (La descripción de este ajuste queda fuera del alcance de este artículo).

Resumen

La física está detrás de los mecanismos de basculación para sillas manuales. Comprender la ciencia de los diversos mecanismos de basculación disponibles para las sillas de ruedas manuales ayuda a entender los posibles efectos sobre las personas que utilizan sillas de ruedas manuales con basculación y sus cuidadores. El mecanismo de basculación utilizado en la silla de ruedas manual afectará a: la distancia entre ejes, la distribución del peso entre las ruedas delanteras y las traseras, la maniobrabilidad, el posible desplazamiento horizontal del centro de gravedad y la facilidad con la que un acompañante puede bascular la silla.

Clinical Support Information Citations

  1. User should reference their owner's manual for safe operating instructions. [Quickie Wheelchairs]. (2010, September 28). How to use the Quickie IRIS [Video File]. Retrieved from https://youtu.be/ZR1XaIjMrKE.

 

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