Aparells de mesura de les constants vitals

CINTA DE CÒRRER

Què és?

La cinta de córrer és bàsicament una màquina de exercicis que permet a una persona córrer o caminar sense desplaçar-se del lloc on esta o sense tenir la necessitat de sortir a l'exterior.

Per a què serveix?

La cinta de córrer serveix bàsicament per a l'ús de les persones, perquè puguem fer exercici i millorar la nostra salut i a més per poder ho fer sense sortir ni tant sols de casa. No obstant també té altres usos com són avaluar la capacitat atlètica dels cavalls (sobretot a las carreres de hoquei) fent-los caminar i exercitar sobre unes cintes de córrer especials per ells. També es poden utilitzar per exercitar a gossos que estan acostumats ja a córrer en una cinta transportadora i fins i tot existeixen grans cinta que es poden adaptar als cotxes.

               

Funcionament

La màquina consta d’una plataforma mòbil amb una cinta transportadora ample i amb un motor elèctric o volant d’inèrcia. Aleshores la cinta que esta feta d’un material semblant a la goma forma una banda contínua, i aquesta es desplaça a sobre de una sèrie de corrons rodons cap enrere, permitent que la persona que utilitza la màquina pugui caminar o córrer a una velocitat igual que a la del desplaçament de la cinta. La velocitat de la màquina a la que la cinta es mou es el ritme que l’humà a de seguir quan córrer, així que com no tothom te la mateixa capacitat o nivell, per això la velocitat la controla el humà amb els diferents botons de la màquina. Després normalment les màquines més modernes del mercat i complexes (d’alta resistència) es condueixen per un motor que normalment és elèctric. No obstant, les versions més simples, barates, de menys pes i antigues només fan que es mogui la cinta quan la persona comença a caminar sobre la cinta de córrer movent-la amb els peus perquè no hi ha motor. Aquestes versions més simples es coneixen com a cintes de córrer manuals.

Antecedents històrics

La primera cinta de córrer va ser inventada per el reconegut doctor Robert Bruce Wayne i Quinton el 1952 en la Universitat de Washington, tot hi que en un principi es va inventar per diagnosticar malalties del cor i dels pulmons. Més tard, la investigació d’un altre doctor anomenat Kenneth Cooper a sobre els beneficis dels exercicis aeròbics l’any 1968, va fer involuntàriament que proporciones un argument mèdic per recolzar el desenvolupament comercial de la cinta de córrer.

Una quants anys més tard las cintes de córrer van començar a entrar als gimnasos gràcies a las persones interessades en l'esport i la salut. La afició a las cintes de córrer augmenta cada dia, per aquesta raó s'intenten dissenyar cintes de córrer de preus més barats perquè qui vulgui pugui tenir pel seu propi benefici a la seva pròpia casa. 

                       
                      Robert Bruce Wayne                                                 Kenneth Cooper

Curiositats

Apart a la cinta de córrer se la pot anomenar de diverses formes, com per exemple: cinta ergomètrica, caminadora de banda o màquina de caminar.

Després, un grup americà anomenat Ok va realitzar un videoclip (Here It Goes Again) on es podia visualitzar un ball sobre cintes de córrer molt ben organitzat.

Existeixen diferents tipus de cintes de córrer, però els tres més bàsics són: les cintes de córrer manuals, que no necessiten cap tipus de bateria ni motor per funcionar. Les cintes de córrer plegables , que permeten a les persones que les puguem guardar en llocs on les altres dos seria impossible de guardar. I les cintes de córrer motoritzades que a diferencia de les manuals necessiten electricitat com per exemple un motor per funcionar.

                                    

                        Cinta de còrrer manual                                    Cinta de còrrer plegable

   

                                                        Cinta de còrrer motoritzada

PULSÒMETRE

Què és?

Es un dispositiu de precisió digital i electrònic molt semblant a un rellotge de polsera format bàsicament per dos parts diferents, la corretja transmissora i el receptor de canell. La corretja transmissora es col·loca sobre del pit per controlar el cor durant una activitat física. S'encarrega de enviar dades a l'altre part (el receptor de canell) com per exemple  les pulsacions del teu cor, el número determinat de pulsacions en un minut o altres diverses funcions. El receptor de canell es un dispositiu que es connecta a la corretja transmissora i a partir de la seva pantalla digital ens permet veure en detall les dades que es van enviat des de la corretja.

Per a què serveix?

El pulsòmetre s'utilitza bàsicament per mesurar la freqüència cardíaca de les persones. Però també mesura altres coses com la taxa cardíaca en repòs, ajudar a identificar el nivell de forma física del individu, el grau de recuperació durant l'activitat etc. Alguns pulsòmetres molt complets serveixen també per descobrir les calories cremades, la mitjana de pulsacions i la freqüència cardíaca d'entrenament.

Funcionament

El funcionament del pulsòmetre es molt senzill. Primer de tot has de col·locar la cinturó/banda al voltant del cos però una mica més per sobre del pit. Tot seguit, aquest cinturó envia una senyal elèctrica al rellotge de canell dels bateigs cardíacs. I finalment el rellotge de polsera reflexa la taxa cardíaca al rellotge digital. El funcionament consisteix bàsicament en la bona col·locació del dispositiu, després l’aparell fa la resta.

El número que veu el esportista al rellotge és normalment les vegades per minut que el teu cor necessita bombeja sang per satisfer les seves necessitats de oxigen dels músculs que estan treballant. Aquesta xifra en un adult acostuma a ser entre 50 i 80 pulsacions per minut i augmenta ràpidament en proporció a l’esforç que estiguis posant en ell. Després arriba a un punt màxim i descendeix quan es finalitza l’activitat. A partir de que un individu va agafant més forma física aquestes xifres disminueixen perquè el cor va menys forçat quan treballa i es recupera amb més facilitat dels entrenaments.

Antecedents històrics:

Els primers models de pulsòmetres que van sortir al mercat consistien en una caixa de control amb un joc de cables de elèctrodes que s'adjuntaven al pit. Després, l'any 1977 va ser inventat el primer pulsòmetre sense fil (EKG) per el equip de Cross Country Ski Nacional Finlandès, que els hi va servir com a mitja de formació i com a entrenament d'intensitat. Més a mitjans dels anys 80 es va convertir en un concepte força conegut sobretot en l'àmbit atlètic, això va fer que anys més tard, al 1983, es venguessin una quantitat considerable de pulsòmetres sense fil

                       

Tipus de pulsòmetres:

Existeixen diferents tipus de pulsòmetres, però generalment els dividim en dos grans grups: pulsòmetres de banda pectoral, on s'inclouen pulsòmetres com els bàsics i els avançats. I després, pulsòmetres amb sensor de tacte o dit, que consisteix únicament en el rellotge de canell que quan toques amb el dit calcula sense cinta necessària la freqüència cardíaca.

     
             Pulsòmetre de banda pectoral                   Pulsòmetre amb sentit de tacte o dit

ESPIRÒMETRE

Memòria tècnica del espiròmetre construït:

Grup cooperatiu

Som el grup cooperatiu de l' Alba Martínez, la Mar Batalla, la Laura Rodríguez, l’Anaïs Ruiz i el Marc Robert. Aquest primer trimestre a tecnologia hem fet un projecte en el qual hem analitzat i estudiat el funcionament dels aparells que s'utilitzen per mesurar les constants vitals, entre ells l’ espiròmetre, el pulsòmetre i la cinta de córrer. Nosaltres hem construït l’ espiròmetre, que serveix principalment per mesurar la capacitat dels pulmons. A continuació deixem la memòria tècnica del nostre projecte.

Introducció

El espiròmetre és un instrument que  es va començar a desenvolupar fa més de 1.000 anys i que s’utilitza des de fa més de 150 aproximadament. És un instrument per mesurar la capacitat i el volum dels pulmons força antic pel que podeu comprovar. Apart en l’actualitat encara segueix sent força útil per la humanitat, tot hi que al llarg d’aquests anys també s’ha anat perfeccionant l’aparell.

Plantejament del problema o necessitat

Necessitem un aparell que solucioni les següents necessitats:

-Necessitem mesurar el volum i la capacitat dels nostres pulmons, comparant amb altres companys.

A més haurà de complir les següents condicions:

-Tindrà que ser manual/casolà fet per nosaltres mateixos.

-Els materials per construir-lo no podran ser molt cars.

-Tindrà que ajustar-se a les normes o indicacions que el professor indiqui.

Recerca d'informació + (què és, per a què serveix, funcionament i antecedents històrics)

Què és?

L'espiròmetre és un instrument/aparell molt útil i bastant necessari en l'àmbit de la medicina. Hi ha molts tipus d'espiròmetres, però el que a nosaltres més ens interessa és el que crearem, un espiròmetre casolà. L'espiròmetre casolà es molt senzill de construir i consta bàsicament de tres parts: la palangana o recipient amb el suport per col·locar l’ampolla, l’ampolla d’aigua amb les unitats de mesura marcades i el tub amb broqueta que col·locarem de l’interior de l’ampolla a l’exterior per poder realitzar la prova.

Per a què serveix?

L’espiròmetre s’utilitza bàsicament per mesurar els volums i capacitats dels pulmons o explicat d’una altre manera per realitzar una espirometria. Apart també mesura el funcionament d’aquests. A més a més espiròmetres més complexos serveixen també per mesurar la quantitat d’aire inhalat i exhalat en una respiració. S’utilitza molt, com em mencionat anteriorment, en l'àmbit de la medicina, ja que aquest aparell ajuda als doctors a descobrir si els seus pacients tenen algun tipus de malaltia pulmonar. 
                           

Funcionament

El funcionament depèn del tipus d’espiròmetre del que parlem, en el nostre cas l’espiròmetre casolà. Té un funcionament força senzill.

Un cop l’espiròmetre està ben construït, havent seguit les instruccions del mestre s’ha de posar en pràctica.  Primer de tot omple l’ampolla a la aixeta fins al màxim i posa-li el tap. Tot seguit col·loca-la boca a baix sobre la plataforma construïda precisament per aguantar l’ampolla. Després omple la palangana d’aigua de manera que quan treguis el tap no es buidi l’ampolla, i treu el tap. A continuació assegurat que l’ampolla i el tub estan ben col·locats i aturat dret davant l’aparell. Respira profundament i omple els pulmons al màxim. Després sense deixar anar l’aire col·locat entre les dents la boqueta del tub i tanca els llavis al voltant, però no posis la llengua a dins del forat. Seguidament bufa tant fort i ràpid com puguis d’un sol cop i no et preocupis per si ho fas massa fort en un període llarg, ja que la primera respiració és la més important i no afectarà als resultats. Tot seguit anota el resultat obtingut i observa la quantitat d’aigua buidada. No obstant, si no has realitzat algun dels passos anteriors o has tossit durant la pràctica torna a començar de nou fent-ho correctament. Finalment feu la pràctica seguint els mateixos passos els altres membres del grup i compareu els resultats.

Antecedents històrics

El primer intent de la mesura de volums pulmonars va succeir el període 129-200 dC, quan un metge i filòsof grec anomenat Galeno, va iniciar experiments en la ventilació volumètrica de les persones humanes. El seu experiment consistia en fer respirar a un nen cap a dins i cap a fora d’una veixiga descobrint el volum que entrava en cada respiració, va descobrir que el volum no variava.

Després l’any 1681, Giovanni Alfonso Borrelli va intentar mesurar l’aire inspirat en una respiració. Ho va fer aspirant una columna d’aigua en un tub cilíndric i mesurant el volum d’aire desplaçat per l’aigua. Per evitar resultats erronis, durant el seu experiment Borrelli es va tapar el nas per evitar també que l’aire surtis o entres afectant la precisió dels resultats. Aquesta tècnica en l’actualitat es encara molt important perquè es segueix utilitzant per aconseguir els paràmetres dels volums pulmonars correctes.

A principis segle XIX es va realitzar el primer intent per determinar els volums pulmonars per Davy, utilitzant una tècnica de dissolució de gas hidrogen. No obstant, l’origen de la pràctica prové dels treballs que va fer John Hutchinson l’any 1844, qui va fer el disseny del primer espiròmetre i també va ser el primer en utilitzar el terme de capacitat vital aspiratòria. Apart va desenvolupar els estàndards normals basant-se en les mesures fetes a 200 persones.

                   
                          Galeno                          Giovanni Alfonso Borrelli                 Davy

Tipus d'espiròmetre

Existeixen diferents tipus d’espiròmetre, estan els que mesuren directament el desplaçament del volum i per altre banda es troben els que obtenen un volum a partir d’una senyal de flux integrat per un filferro calent, turbina o pneumatacògraf. L’espiròmetre tradicional ha sigut un aparell que utilitza aigua salada per obtenir estàndards normals per la funció ventilatòria.

També hi ha espiròmetres electrònics, que ofereixen més rapidesa en la lectura, capacitat de memòria, exhibició digital i lectures ajudades per l’ordinador.

Després hi ha espiròmetres de manxa i de campana.
  
           Espiròmetre tradicional              Espiròmetre elèctric     Espiròmetre de planxa

    

                 Espiròmetre de campana  Espiròmetre que mesura directament 

                                                         el desplaçament del volum

   

   Espiròmetre que obté un volum a partir d’una  senyal de flux integrat per un filferro.

Disseny

Finalment tot hi que havien diferents opcions a escollir, hem seguit les indicacions del professor i hem decidit construir un espiròmetre.  Els objectius que ha de complir o les recomanacions són:

• Ha de permetre bufar a una persona a través del tub  i que la pràctica funcioni correctament i l’ampolla es vagi buidant.
• Ha de tenir un bon suport per la col·locació de l’ampolla un cop estigui plena.
• Ha de disposar d’unes mesures adequades verticalment  en un dels costats de l’ampolla, ja que sinó tota la pràctica estarà malament.
• Recomanable que sigui una ampolla d’uns 5 litres per assegurar-nos de que no la buidem enseguida ni amb facilitat. 
• Ha de disposar d’un tub lo suficientment llarg com per poder col·locar una part dins de l’ampolla i poder bufar des de l’exterior.
• Ha de ser o semblar almenys bastant casolà l’espiròmetre, perquè l'hem de construir amb els nostres recursos del taller i casa bàsicament.
• Per qüestió d’higiene millor tenir tantes broquetes per situar en el extrem del tub com membres del grup, per poder cadascú bufar des de la seva pròpia i no tenir que bufar directament tots del tub.
• Millor que no consti d’una plataforma, perquè al realitza la pràctica segurament l’aigua sortirà de la palangana i mullarà la plataforma. Apart la pràctica la realitzarem a la pica així que es mullarà si o si. En el cas de que la plataforma sigui molt gran no cabra l’espiròmetre a la pica.
• Recomanable que  no sigui de materials molt pesats, perquè sigui més fàcil de transportar.

Vistes del espiròmetre

Esbós del espiròmetre

Planificació

Què és farà ? Qui s'encarregarà ? Com es farà ?  Temps previst? -

Planificarem la elaboració del espiròmetre. A continuació organitzem les tasques que realitzarem en una sèrie de taules:

Llista del material utilitzat per a la construcció del espiròmetre:

Llista d’eines utilitzades:

Tisores, llapis, regle, serra de marqueteria, punta fina negre, pinzells, paper de vidre.

Pressupostos

En la construcció del espiròmetre no hem necessitat força material, ni tampoc material bastant car. No obstant, en el taller no ens han pogut proporcionar cap material excepte el tros de fullola petit per col·locar correctament el tub. Així que fent un pressupost aproximat del que ens costaria construir l’espiròmetre hem calculat el següent:

• El cubell amb l’escorredor ho podríem comprar per uns 3 euros en un establiment barat.
• El tros de tub transparent creiem que ens costaria 1 euro aproximadament.
• La garrafa d’aigua de 5 litres no ens valdria diners, ja que podríem agafar una ja buida de casa que haguéssim gastat.
• La cinta aïllant, calculem que ens costaria 1,20 a Cal Aleix.
• La cremallera tèxtil blanca per fer un suport més resistent per l’ampolla ens valdria uns 3 euros.
• I les broquetes al ser 5 pensem que ens costarien cada una uns 15 cèntims així que ben bé un euro (0,75 cèntims).
• A més a més totes les eines utilitzades excepte la serra de marqueteria són eines que fàcilment podem trobar a casa, així que creiem que el lloguer per 30 minuts d’una serra de marqueteria ens podria sortir a 4 euros màxim o menys. Perquè pensem que comprar una ens podria valdre bastant car, uns 13 euros.

Factura aproximada del preu que ens costaria construir el espiròmetre:

En total construir l'espiròmetre ens costaria 12,95 euros.

Construcció

Quadern de treball: diferents sessions dedicades a la construcció del espiròmetre.

Sessions: 

Passos de la construcció:

1. El primer de tot, és, pensar tots els materials necessaris per a la construcció del nostre espiròmetre i que distribuïm la seva compra entre tots els membres del grup.

2. A continuació, quan ja tinguem tots els materials a sobre de la taula el primer que haurem de fer serà: Tallar amb les tisores el fons de l’escorredor del motxo.

3. Quan ja ho hem tallat, tornem a col·locar-ho al recipient i seguidament comprovem que les mesures de la garrafa coincideixen. Si es així, la posem boca avall.

4. A continuació, agafem el tub de plàstic i col·loquem la punta a l’interior de la garrafa, la resta haurà d’anar subjecte a la part exterior i per això necessitarem un petit tros de fullola que haurem tallat prèviament, per a aguantar-la a una de les parets del recipient amb cinta aïllant.

5. Després tallem un tros de cinta i la col·loquem de manera vertical a l’ampolla. Tot seguit amb l’ajuda d’una ampolla més petita anem apuntant les mesures en litres de l’ampolla gran a la tira.

6. Seguidament, per fer que el suport de l’ampolla gran sigui més fiable tallem un tros de cremallera tèxtil blanca i col·loquem la part que enganxa al voltant del escorredor i l’altre part en tires petites a la part superior de l’ampolla.

7. I per últim, introduïm el broquet al extrem del exterior del tub, omplim l’ampolla d’aigua, un cop dintre del recipient li trèiem el tap, i el nostre espiròmetre casolà ja està llest per la pràctica.

Imatges del espiròmetre que hem creat: