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PROYECTO FIN DE CARRERA INGENIERO INDUSTRIAL DISEÑO Y DESARROLLO DE UNA PLANTILLA DE CALZADO CAPAZ DE ABSORBER EL SUDOR Y ELIMINAR LOS MALOS OLORES Universidad de Zaragoza Escuela de Ingeniería y Arquitectura Departamento de Ingeniería de Diseño y Fabricación Director: Autor: Iván Lidón López Antonio Monter Soláns Departamento de Ingeniería de Diseño y Fabricación Área de Proyectos de Ingeniería Universidad de Zaragoza Zaragoza, Febrero de 2012 Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores AGRADECIMIENTOS Este Proyecto Fin de Carrera supone el fin de una etapa en mi vida y el comienzo de una nueva en la que, ojalá, pueda tener tan buenos momentos como he tenido en ésta. Es una buena ocasión para echar la vista atrás y darse cuenta de todo lo que he vivido estos últimos años, por lo que no puedo desaprovechar el momento para agradecer a todos los que han estado a mi lado y me han ayudado a llegar hasta aquí. Mis primeros agradecimientos son para Iván Lidón y Rubén Rebollar, por su disponibilidad para el proyecto, sus consejos y sus recomendaciones. A la empresa Troquelados Rogelio Inés S.L., de Illueca, por la confianza depositada y su colaboración en todo lo que he necesitado. A mis compañeros de carrera y a mis amigos del Colegio Mayor Virgen del Carmen, que han hecho que estos años en Zaragoza sean inolvidables. A Carmen, por su cariño y comprensión, por acompañarme en cada paso, por hacerme siempre sonreír y, como ella dice, “por aguantarme”. A mis amigos de toda la vida, con los que he compartido buenos y malos momentos, pero que no me han fallado nunca y sé que van a estar ahí siempre. Y como no, a mis padres, a mis hermanos y a toda mi familia en general, por haberme ayudado a crecer y madurar y porque siempre me han apoyado, y no me refiero únicamente durante esta dura carrera, sino en todos los aspectos de la vida. A todos vosotros… ¡¡¡MUCHAS GRACIAS!!! Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores RESUMEN La idea del proyecto nace cuando la empresa sita en Illueca, Troquelados Rogelio Inés S.L., se pone en contacto con la Universidad de Zaragoza, en particular con el Área de Proyectos del Departamento de Ingeniería de Diseño y Fabricación. La empresa busca un estudiante que esté interesado en colaborar con ella para diseñar una plantilla capaz de absorber el sudor, manteniendo el pie fresco en todo momento, y eliminarlo, siendo lo más transpirable posible. La memoria del proyecto explica los pasos que se han ido siguiendo para el desarrollo del mismo. Se empieza por una intensa investigación previa, puesto que, al inicio, no se es consciente de la gran cantidad de información que se puede recabar sobre este mundo de las plantillas. La definición de las especificaciones técnicas que iba a tener la plantilla final es un paso imprescindible, pues se va a trabajar a partir de ello. Tras este hito, se propone a la empresa el desarrollar una plantilla que no únicamente mantenga el pie fresco, sino que, además, sea capaz de eliminar los malos olores provenientes de los pies. La empresa está de acuerdo con ello, ya que con este aspecto aún se diferenciaría más respecto de los productos de la competencia. Tras una intensa búsqueda de materiales y algún ensayo en laboratorio, se pasa a la selección de los materiales que se van a utilizar en los prototipos de las plantillas. Se piden muestras de estos materiales a suministradores de todo el mundo, y una vez recibidos, la empresa Troquelados Rogelio Inés S.L. comienza con la fabricación de dichos prototipos. Con tests de prueba, se va mejorando el prototipo hasta encontrar el que ya se considera el definitivo. La plantilla diseñada queda a disposición de la empresa illuecana para su distribución y venta. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 1 TABLA DE CONTENIDOS MEMORIA 1. Introducción 5 1.1. Definición del proyecto ……………………………………………… 5 1.2. Contexto del proyecto ……………………………………………….. 6 1.3. Objetivos del proyecto ………………………………………………. 6 1.4. Justificación del proyecto ……………………………………….…… 8 1.5. Alcance del proyecto ………………………………………………... 9 1.6. Contenido del documento …………………………………………… 10 2. Especificaciones técnicas requeridas de la plantilla de calzado 11 3. Búsqueda y análisis de información 13 3.1. El sudor ……………………………………………………………... 13 3.2. Diferencia entre absorción y adsorción ……………………………... 16 3.3. Empresas del sector …………………………………………………. 17 3.3.1. Bama 17 3.3.2. Pod-Olor 17 3.3.3. Woly 18 3.3.4. Peusek 18 3.3.5. Devor-Olor 18 3.4. Productos de similar utilidad y sus materiales ……………………… 19 3.4.1. Poliacrilato de sodio 19 3.4.2. Fibras celulósicas 20 3.4.3. Fibras vegetales 20 3.5. Materiales más comunes utilizados en plantillas en la actualidad ….. 23 3.5.1. Algodón 23 3.5.2. Carbón activado 23 3.5.3. Corcho 24 3.5.4. Poliéster 25 3.6. Otras tecnologías ……………………………………………………. 25 3.7. Tabla resumen ……………………………………………………….. 27 Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 2 4. Búsqueda de materiales de nueva aplicación y su investigación 28 4.1. Materiales interesantes …………………………………………….... 28 4.1.1. Carbón de bambú 29 4.1.2. Cobre 34 4.1.3. Plata 38 4.2. Distribuidores de las diferentes muestras …………………………… 40 4.3. Ensayo realizado con las muestras ………………………………….. 42 4.3.1. Tipo de ensayo 42 4.3.2. Conclusiones al ensayo 46 5. Prototipos 48 5.1. Realización de prototipos ………………………………………....... 48 5.2. Tests de prueba ……………………………………………………… 50 5.3. Modificación de prototipos ……………………………………….… 52 5.4. Diseño final …………………………………………………………. 55 6. Expectativas para el futuro 58 7. Conclusiones 59 8. Bibliografía 61 ANEXOS I. Diferentes tratamientos contra el sudor en las empresas II. Fotos del microscopio electrónico de barrido III. Estudio sobre la actividad antimicrobiana del cobre de la Universidad de Chile IV. Diferencia de la eficacia antimicrobiana entre el cobre y la plata V. Ensayo realizado VI. Hoja de los tests de prueba Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 3 Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 10 1.6 Contenido del documento Dentro de este documento, en el se va a pretender plasmar de forma clara y concisa todo lo que ha sido en sí el proyecto, aparecerán primeramente las especificaciones técnicas que se va a intentar que tenga la plantilla final diseñada. También se va a encontrar una pequeña investigación de las empresas del sector más importantes y conocidas, los productos cuyas funciones son similares a las plantillas a diseñar y los materiales más comúnmente utilizados en ellas. A raíz de esto último, se irán buscando nuevos materiales o de nueva aplicación en este sector, que puedan ser útiles en la finalidad de este proyecto y que puedan cumplir las especificaciones definidas. Se resumirá brevemente los ensayos realizados juntos con las conclusiones obtenidas en ellos. Por último, previo a la conclusión final del proyecto y la biografía, se hablará de los prototipos realizados, de las mejoras realizadas en cada paso y sus modificaciones hasta la obtención de lo que se considere la plantilla final. Se indicará, también, de qué manera se han cumplido los objetivos con ese diseño final. En el apartado de anexos, se podrá ver más información sobre productos, materiales y técnicas utilizados en la actualidad, fotos del microscopio electrónico del carbón de bambú, información adicional a los ensayos realizados, estudios científicos llevados a cabo hasta la fecha y otros datos que, aunque no carecen de interés, no tienen la relevancia necesaria para aparecer en la memoria o no han sido desarrollados por mí mismo. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 11 2. Especificaciones técnicas requeridas de la plantilla de calzado Este es un apartado del proyecto que, aunque pueda parecer sencillo y sin importancia, va a ser clave en el desarrollo del mismo. Consiste en la definición y caracterización de la plantilla de calzado a diseñar, con todas sus especificaciones técnicas, permitiendo así a la empresa diferenciarse de sus competidores. Todo lo que se va a realizar a partir de ahora va a tener como finalidad el cumplir estas especificaciones. En lo que al sudor y al mal olor se refiere, existen cantidades de plantillas, todas diferentes, en las que se puede apreciar un rasgo en común: aquellas cuya absorción y transpiración del sudor es satisfactoria, no disponen de ningún sistema para eliminar los malos olores; y aquellas que se centran en eliminarlos, no disponen de ninguna técnica para evacuar el sudor, quedándose la plantilla empapada y los pies húmedos. Así pues, las dos principales características que va a tener la plantilla a diseñar, y por tanto, van a diferenciarla del resto, son su capacidad de transpiración y su capacidad de eliminar el mal olor provocado por la sudoración del pie. Que estas dos especificaciones se impongan en una misma plantilla va a resultar atractivo para el consumidor, que podrá disfrutar de unos pies secos y sin olor. Si bien ha quedado claro que se va a dar especial importancia al tema del sudor y a la eliminación del olor, no podemos obviar que una buena plantilla debe ser duradera, debiendo mantener su eficacia el máximo tiempo posible. También va a ser indispensable que la plantilla sea cómoda y que el consumidor no sufra molestias ni dolores durante su uso continuo. Por ello, la plantilla, que constará de diferentes capas, deberá disponer la primera de ellas (la más cercana al pie) de un material suave y liso, y la última (la que estará en contacto con la suela del zapato) de un material capaz de amortiguar los golpes y lo más antideslizante posible. Otra especificación importante es que la plantilla no debe tener demasiado espesor. Sí es cierto que cuanto más gruesa sea la plantilla, más fácil sería el hacer una Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 12 mejor plantilla, puesto que más capas con diferentes materiales se podría introducir. Cada material, y por tanto, cada capa, incorporaría una característica diferente, mejorando la plantilla. Sin embargo, no se va a poder crear una plantilla con grandes dimensiones, puesto que el consumidor seguramente no la aceptaría, e incluso sería incómoda. El calzado que se diseña actualmente no acepta plantillas más allá de los 4mm; a partir de ahí resultaría incómoda. Por tanto, se debe encontrar un equilibrio entre el espesor de la plantilla y la eficacia de la misma. Además, se va a diseñar una plantilla cuyos materiales impidan la proliferación de enfermedades. Éstos deberán ser antifúngicos, que impidan el crecimiento de cualquier tipo de hongo, y antimicrobianos, que eliminen todo tipo de microbios, incluidas las bacterias. Y por último, no se debe olvidar el precio de la plantilla a diseñar. Por muy buena que sea una plantilla, ésta no va a ser aceptada en la sociedad si su precio es demasiado alto. Se deben buscar materiales eficaces y lo más baratos posibles, e intentar minimizar los costes de producción. La plantilla debe ser económica si se quiere que su venta sea exitosa. Como breve conclusión, se va a incluir a continuación las especificaciones nombradas, y que, una vez se haya diseñado la plantilla final, se analizarán una por una para ver si cumple todas ellas o no: - Desodorizante. - Transpirable. - Duradera. - Cómoda. - Poco espesor. - Antimicrobiana. - Antifúngica. - Barata. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 13 3. Búsqueda y análisis de información Es en este apartado y en el siguiente donde se va a comentar de manera resumida toda la información previa obtenida antes de empezar con la fabricación de prototipos y la realización de ensayos. En este capítulo aparecerá una breve introducción, un pequeño análisis del mercado y algunas de las nuevas tecnologías del sector. También se realizó una breve búsqueda de información en patentes nacionales e internacionales, pero apenas se encontró material interesante. Es por ello que se le ha dedicado más tiempo a obtener información a través de la investigación comercial que a través de las patentes. 3.1 El sudor No se puede pensar en eliminar el sudor si no se conoce cuál es su composición, cuál es el motivo de su aparición o por qué desprende ese mal olor. El sudor es una sustancia producida por el propio cuerpo como medio de refrigeración del mismo. Puede ser causado también por una respuesta física a la intranquilidad y al miedo, ya que estos estímulos aumentan la excitación del sistema nervioso. El sudor es un líquido compuesto por agua, sales minerales y otras sustancias, producido por las glándulas sudoríparas que se encuentran situadas en el tejido subcutáneo, por debajo de la dermis. Para los seres humanos, el hecho de sudar es una necesidad fisiológica cuando hace calor o cuando se practica deporte. La temperatura de nuestro cuerpo se mantiene constante dentro de unos límites gracias al metabolismo y a la existencia de mecanismos termorreguladores, donde la sudoración juega un papel fundamental. Cuando el sudor se evapora de nuestra piel, reduce el exceso de calor de nuestro cuerpo, permitiendo así la estabilidad de la temperatura corporal. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 14 En cuanto al sudor en los pies, éste da una sensación de humedad a veces molesta y además, en la mayoría de los casos, proporciona malos olores. El sudor por sí mismo no huele, pero esta humedad si facilita la formación de elementos volátiles desagradables procedentes de las bacterias saprófitas de la piel. Es decir, al sudar se crean unas condiciones de humedad que pueden proliferar bacterias que provoquen la formación de metilmercaptano, un gas con un olor muy desagradable (este gas es, para poner un ejemplo, el causante también del mal olor de la halitosis). Pero no se suda lo mismo en todas las partes del cuerpo, todo depende de la cantidad de glándulas sudoríparas que existen en la zona del cuerpo de que se trate. Así pues, las zonas donde más aparecen estas glándulas son las axilas y los pies, de ahí que se produzcan allí malos olores, y también, en algunas personas, en las palmas de las manos y la frente. Imagen 3. En la imagen se pueden observar las zonas del cuerpo con mayor sudoración. Aparte de lo anterior, no todas las personas sudan igual. Por ejemplo, los niños y los ancianos tienen un grado de madurez de las fibras del sistema nervioso diferentes a las de los adultos y por ello sudan menos. Además, la temperatura y la humedad en el ambiente son factores muy importantes a la hora de la sudoración, ya que el cuerpo necesitará más o menos regulación térmica. El metabolismo de cada una de las personas y el tamaño de pie también influirán en la cantidad de sudor que se evacúa por los pies, así como el ejercicio físico realizado por la persona. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 15 Con todo esto, y siempre como dato aproximado, en cada planta de los pies pueden existir hasta 600.000 glándulas sudoríparas en un adulto. El sudor promedio que suele expulsar una persona por sus pies es: - Día muy caluroso o ejercicio físico extremo: 25-30 gramos / hora. - Día con temperatura agradable y sin apenas ejercicio físico: 2 gramos / hora. Estas cantidades serán útiles a la hora de analizar qué materiales pueden ser usados en las plantillas, pues deben ser capaces de absorber, en primer lugar, esa cantidad como mínimo, y luego, dejarla evaporar. Pero aparte de lo considerado hasta ahora, hay que darle especial importancia también a la salud del pie. El hecho de sudar y generar una gran cantidad de humedad en el pie puede causar graves enfermedades como, por ejemplo, el pie de atleta. El pie de atleta causa enrojecimiento y picor constante. Algunos casos pueden presentarse sin síntomas, excepto por la característica maloliente de la infección. Es frecuente ver también grietas, ampollas y escamas en el área afectada. El mantener el pie húmedo por tiempos prolongados aumenta el riesgo de aparición o permanencia de la infección, pues crea un ambiente cálido, húmedo y oscuro favorable para el hongo dermatofito provocador de la micosis. Imagen 4. El pie de atleta genera grietas en la piel y ampollas. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 16 3.2 Diferencia entre absorción y adsorción La absorción es un proceso físico o químico en el cual átomos, moléculas o iones pasan de una primera fase a otra incorporándose al volumen de la segunda fase. Es una operación unitaria de transferencia de materia que consiste en poner un líquido (en el caso de las plantillas, el sudor) en contacto con un material (en este caso, la propia plantilla) para que el primero se quede retenido en el segundo, hasta que por evaporación pueda evacuarse a la atmósfera. Por ejemplo, una esponja en contacto con agua, absorbe el fluido provocándose un aumento de volumen de la esponja. Por el contrario, la adsorción es un proceso por el cual átomos, iones o moléculas son atrapados o retenidos en la superficie de un material, en contraposición a la absorción, que es un fenómeno de volumen. La sustancia que se adsorbe es el adsorbato (partículas del sudor) y el material sobre el cual lo hace es el adsorbente (material de la plantilla). El proceso inverso de la adsorción es la desorción. Para estos procesos, resultan interesantes materiales con una gran superficie interna, y por lo tanto poco volumen, ya sea en polvo o granular. Es decir, la adsorción es el proceso mediante el cual un sólido poroso (a nivel microscópico) es capaz de retener partículas de un fluido en su superficie tras entrar en contacto con éste. La adsorción es un proceso exotérmico y se produce por tanto de manera espontánea si el adsorbente no se encuentra saturado. Imagen 5. En el fenómeno de adsorción, la atracción es debida a las fuerzas de Van der Waals. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 17 3.3 Empresas del sector Existen muchas empresas que se dedican a la fabricación de plantillas especialmente, aunque puedan dedicarse a otras actividades también. Las más importantes de ellas han sido estudiadas y analizadas con el objetivo de ver qué materiales son los más comunes utilizados en la actualidad y ver otras propiedades o características que puedan ser de ayuda para el diseño final de la plantilla. Algunas de ellas, además de producir plantillas, también fabrican sprays antiolor para difundirlo dentro del calzado, aunque éste no es tan funcional ya que su eficacia es muy poco duradera. 3.3.1 Bama Esta empresa alemana es una de las más importantes en el sector donde se desarrolla este proyecto. Entre las características presentes en sus plantillas destacan: - Musgo como absorbente. - Capa de carbón activo, contra los malos olores. - Capa inferior de látex, que da sensación de confort. - Material exterior con malla, con respiración activa, para dar sensación de pies secos. Su plantilla más parecida a la aplicación que busca el proyecto, es la “Bama Deo Active”, cuyo precio en el mercado ronda los 8 €. 3.3.2 Pod-Olor La empresa de la que se va a hablar ahora también introduce partículas de carbón activado para eliminar el mal olor. Por su parte, su capa inferior suele ser una espuma de látex SBR, cuya capacidad de amortiguamiento es elevada y tiene memoria de forma. Sin embargo, en otras plantillas, sustituye ésta por espuma de poliuretano de alta densidad, de celdilla abierta para permitir la circulación del aire. Su cara exterior es de fibrana, un tejido de celulosa regenerada que reúne cualidades de la lana y el algodón, proporcionándole un aspecto natural y un alto grado de absorción de la humedad. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 18 3.3.3 Woly Esta empresa británica introduce como novedad una capa superior de fibra de poliéster con iones de plata, un metal antimicrobiano como se comentará en el capítulo siguiente. Su misión fundamental es la de eliminar las bacterias, entre ellas, las que producen el mal olor. Pero además, incluye también una capa intermedia con 40% de carbón activo. La siguiente capa es de texón, un cartón plastificado para reforzar la plantilla, y su última capa dispone de un revestimiento antideslizante. Su mejor plantilla en cuanto a la aplicación buscada, es la “Woly Textile-Fresh”, con un precio en el mercado de unos 5 €. 3.3.4 Peusek Esta compañía utiliza medios que ya se han comentado, al menos, en alguna de las anteriores, como son: - Capa intermedia de fibras de carbón activado. - Base de látex esponjoso para amortiguar el impacto. - Tejido suave y resistente para la capa superior. Su plantilla más eficaz, la “Peusek Carbón Activado”, cuesta unos 6 €. 3.3.5 Devor-Olor Esta denominación, que en España es una de las más famosas debido sobre todo a la alta publicidad que se le ha dado y su gran desembolso en marketing, se le da a una plantilla procedente de Estados Unidos y que se suministra internacionalmente, en cada país con un nombre y una marca diferente. Estas plantillas se fabrican sobre una base de tejido de rizo, con alto contenido en algodón que le confiere una mayor resistencia y alta capacidad de absorción. Para neutralizar los malos olores, se introduce carbón activado y también, lo que se conoce como “insta-fresh”, que son polvos vegetales y frutas que desprenden un olor agradable. Las plantillas “Devor-Olor Doble Acción” pueden encontrarse en el mercado por un precio no superior a los 7 €, y su duración es de unos 6 a 8 meses. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 19 3.4 Productos de similar utilidad y sus materiales La investigación de materiales posibles y convenientes para el proyecto se comenzó por la búsqueda de productos diferentes a plantillas en los que se utilizan comúnmente materiales con características absorbentes y adsorbentes. Estos productos a los que se refiere el párrafo anterior serían tales como: - pañales, con gran poder de absorción de líquidos. - toallas, con alta capacidad para una rápida evaporación de lo absorbido. - camisetas interiores, que permiten una rápida desorción del sudor. - ropa deportiva, que facilite la transpiración. - calcetines, con facilidad para la desorción. De toda la búsqueda realizada, los materiales que siguen a continuación son los que durante la investigación han parecido ser los más apropiados, aunque como se va a ver, algunos de ellos han tenido que ser descartados por algún inconveniente que pueden llegar a presentar. 3.4.1 Poliacrilato de sodio Es conocido también, en inglés, como Super Absorbent Polimer (Polímero Súper Absorbente), o por sus siglas SAP. No es muy difícil entender el motivo: tiene una elevada capacidad de absorción de líquidos, particularmente el agua. Es un polímero sintético y se utiliza de forma granular. Uno de sus usos más comunes son los pañales, puesto que es capaz de absorber líquidos hasta 70 veces su masa y 10 veces en relación a su volumen. El principal inconveniente, a parte del incremento de volumen que se genera al absorber líquidos y que puede ocasionar defectos en las plantillas, es que cuando absorbe agua se gelifica, es decir, se forma una especie de pasta (ver imagen 8). Esto implica que todo lo que absorbe lo retiene, sin evacuar nada. Por ello, su uso está enfocado a aquellos productos de “usar y tirar”, y no es precisamente lo que se busca para las plantillas que tienen como fin este proyecto. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 26 Imagen 16. Estructura de una microcápsula. - Outlast: Esta técnica se está desarrollando en Arnedo (La Rioja), por el Grupo Morón. Consiste en buscar la creación de un microclima alrededor del pie, es decir, en el interior de la zona entre el pie y la plantilla Outlast. De este modo, existirá un equilibrio térmico y el cuerpo no necesitará adaptarse a diferentes temperaturas ni refrigerarse, evitando con ello una alta sudoración. Su principal inconveniente es su difícil adaptación. Imagen 17. Creación del microclima en la tecnología Outlast. Ambas soluciones están siendo investigadas y parece que presentan inconvenientes, por lo que su eficacia es dudosa. Sin embargo, no se puede obviar esta información puesto que, en un futuro, estas técnicas pueden presentar mejoras que las hagan indispensables para la fabricación de una plantilla de calidad. Otros tratamientos que se están estudiando y desarrollando en la actualidad se explican en el ANEXO I. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 27 3.7 Tabla resumen Antes de continuar con la investigación de los nuevos materiales o los de nueva aplicación, es conveniente incluir una tabla resumen con lo visto hasta ahora y dejar establecido cual de los materiales analizados puede servir o no para el futuro. MATERIAL VENTAJAS DESVENTAJAS Poliacrilato de sodio Gran absorción, hasta 70 veces su masa. Aumenta mucho su volumen y se gelifica. Fibras celulósicas Gran absorción. Casi nula transpiración. Fibra de cáñamo Absorbente y muy resistente La evacuación del sudor a la atmósfera no es la ideal. Fibra de soja Ambas fibras vegetales son muy similares a la fibra de cáñamo, pero sus propiedades para esta aplicación son peores. Fibra de coco Algodón Suave y absorbente. Dificultad en la evacuación. Carbón activado Muy buen adsorbente. Llegará un momento en el que se sature. Corcho Muy buena transpiración. Poco resistente y no absorbe. Poliéster Permite el paso del fluido sin problemas. No absorbe ni adsorbe. Con todo lo visto hasta el momento, se va a considerar el cáñamo como el material referencia en cuanto al tema de absorción, mientras que para el tema de eliminación de olores se tenía que seguir buscando más puesto que se quería algo mejor que el carbón activado y además éste era el más usado en la competencia y se buscaba algo novedoso, con diferencias respecto a las demás empresas. Por otro lado, como capa superior se descartaba el algodón y el poliéster pasaba a ser el candidato para ocupar esa posición. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 28 4. Búsqueda de materiales de nueva aplicación y su investigación Si hasta ahora se ha hablado de materiales usados comúnmente en la actualidad, ya sea en las mismas plantillas como en otros productos con finalidad que se asemeja, es el momento de analizar otros materiales con los que se pueda optimizar el rendimiento y se pueda cumplir con las especificaciones dadas de la plantilla a diseñar. Estos materiales serán, junto con alguno de los del capítulo anterior, los que se introduzcan en los prototipos a fabricar y, tras las diferentes pruebas de uso, se evaluarán y se decidirá si son apropiados o no para la plantilla final. Además, en este capítulo se comentará el ensayo realizado según la norma UNE-EN 12746, sobre la absorción y desorción del agua en plantillas. 4.1 Materiales interesantes No son muchos los materiales capaces de absorber el sudor y de eliminar el olor. Si se tiene en cuenta que el cáñamo es buen absorbente y que, en principio, se va a contar con él para los futuros prototipos, queda investigar acerca de materiales capaces de eliminar el olor. En cuanto a la eliminación del olor, se pueden destacar dos modos de efectuarla: - Mediante el fenómeno físico de la adsorción: Tal y como se ha mencionado antes, las partículas de sudor quedarían en la superficie interna del material adsorbente, con lo que se evitaría que el mal olor se expandiese al ambiente. Se debería tener un material con una elevada superficie interna para evitar que se saturen sus poros. - Mediante la eliminación de bacterias causantes del mal olor: Rompiendo sus paredes y debilitándolas hasta que mueren. Si se consigue eliminar las bacterias causantes del mal olor, se obtendrán unas plantillas desodorizadas. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 29 Tras la oportuna investigación y comparación entre diversos materiales, se ha llegado a la conclusión que, mediante el fenómeno físico de la adsorción, el material que se considera más apropiado para esta aplicación es el carbón de bambú. Por otro lado, si la forma de acabar con el mal olor es eliminando las bacterias que lo provocan, destacan los metales antimicrobianos, que son el cobre y, en menor medida, la plata. A continuación, se va a analizar estos tres materiales, estableciendo sus características más generales, y las ventajas y los inconvenientes de su inclusión en las plantillas. 4.1.1 Carbón de bambú El carbón de bambú es un material muy similar al carbón activado, que se ha explicado anteriormente. Su forma de obtención es la misma (exposición a elevadas temperaturas y vapor de agua), aunque en este caso, la materia prima es, obviamente, el bambú. Imagen 18. Bambú natural. Su principal característica y que le diferencia de los demás carbones vegetales es su alta porosidad, hasta 6 veces más que otros carbones. Esto es una de las grandes ventajas de este material, pues al existir tantos poros, su superficie interna es enorme y el fenómeno de adsorción que en él se puede producir es mucho mayor que en el resto. Además, el bambú ayuda a la microcirculación sanguínea. El carbón de bambú absorbe la radiación infrarroja del medio ambiente, que penetra en las profundidades de la piel y estimula la circulación sanguínea y ayuda en la activación celular. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 30 Imagen 19. La alta porosidad del carbón de bambú se aprecia claramente en el microscopio electrónico de barrido. Este material proviene mayoritariamente de los países asiáticos, donde la plantación de bambú es la más extensa de todo el mundo. Existen diferentes formas de suministrar el carbón de bambú, como por ejemplo, en fibras, en láminas, en polvo y en gránulos más grandes. Las fibras y los gránulos no van a ser tenidas en cuenta para esta aplicación, puesto que va a ser imposible introducirlas en el método de fabricación, principalmente por el propio contexto de la empresa Troquelados Rogelio Inés S.L. Cuando se habla de láminas se refiere a un envoltorio de polvos finos de carbón de bambú entre dos mantas, generalmente de material plástico (poliéster o polipropileno). Imagen 20. Lámina de carbón de bambú: polvo de dicho material recubierto por, en este caso, poliéster. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 31 El otro modo de encontrar el carbón de bambú es en polvo. Así, se puede encontrar polvo muy fino, con un diámetro de 10 µm, o más grueso, con un diámetro de 1 mm. La unidad de medida para el tamaño del polvo es el mesh, y cuanto mayor es el mesh, menor es el tamaño del polvo. A continuación, se incluye una tabla de cómo varía el tamaño de grano en función del mesh. mm µm mesh 1mm 1000µm 14mesh 0.841mm 841µm 20mesh 0.707mm 707µm 25mesh 0.595mm 595µm 30mesh 0.5mm 500µm 35mesh 0.42mm 420µm 40mesh 0.354mm 354µm 45mesh 0.297mm 297µm 50mesh 0.25mm 250µm 60mesh 0.21mm 210µm 70mesh 0.177mm 177µm 80mesh 0.147mm 147µm 100mesh 0.125mm 125µm 120mesh 0.105mm 105µm 140mesh 0.075mm 75µm 200mesh 0.068mm 68µm 230mesh 0.065mm 65µm 270mesh 0.044mm 44µm 325mesh 0.037mm 37µm 400mesh 0.02mm 20µm 500mesh Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 32 Por tanto, ya sea en lámina protegido o en grano fino directamente, el carbón de bambú que interesa para esta aplicación es el polvo. Ahora bien, al poderse fabricar diferentes tamaños de polvo, se debe elegir cuál es el más adecuado. Por ese motivo, y también por la poca confianza que ofrece el mercado asiático en sus productos, las diferentes muestras que se compraron de este material se observaron por el microscopio electrónico de barrido del Departamento de Materiales de la propia Universidad de Zaragoza. En primer lugar, para asegurar que dichas muestras son carbón de bambú (comprobando que coinciden con imágenes del microscopio electrónico de estudios científicos con carbón de bambú) y en segundo lugar, analizar los diferentes tamaños y elegir cuál es el que más conviene para la introducción de este material en las plantillas. A continuación se incluyen varias fotografías realizadas por el microscopio electrónico de barrido y un estudio sobre lo observado. Se pueden ver más en el ANEXO II, donde además de verse más fotos sobre el polvo de carbón de bambú, también se incluyen fotos de láminas de poliéster protegiendo al polvo, e incluso, trozos de fibra de carbón de bambú y gránulos. Es importante tener en cuenta las variaciones en la referencia métrica de cada imagen. Imagen 21. Imagen del microscopio del polvo 2000 mesh (izquierda) y 400 mesh (derecha). Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 33 Imagen 22. Imagen del microscopio del polvo 100 mesh (izquierda) y de un gránulo (derecha). Una de las conclusiones que se obtienen tras la observación de estas imágenes (que se han ordenado de polvo de menor a mayor tamaño) es que el suministrador asiático sí ha proporcionado carbón de bambú, puesto que la imagen del microscopio del gránulo es muy similar a la de los estudios científicos existentes con carbón de bambú. Otra conclusión, ya más importante para el proyecto, es que, como se puede observar en ellas, el grano más grande (100 mesh) es en el que más se observan las cavidades interiores. Esto podría ser debido a que si se machaca mucho el polvo, estas cavidades también se rompen y por ello, en la foto de polvo muy fino (2000 mesh), apenas se observan esos poros. Sin embargo, gránulos o polvos de tamaño tan grande como el que aparece en la última imagen, pueden resultar incómodos para el usuario de la plantilla, además de dificultar el proceso de fabricación y se dejaría demasiado hueco libre entre unos granos y otros. Por ello, se cree conveniente que el polvo de carbón de bambú ideal para esta aplicación es el de un tamaño entre 40 y 80 mesh, lo que corresponde a un tamaño entre 420 µm y 250 µm respectivamente. Por último, hay otras características importantes en el carbón de bambú, y de ahí el alto grado de importancia que se le ha dado, como son su regulación térmica (se siente fresco los días de calor y crea efecto de aislamiento con temperaturas bajas), es lavable (no pierde sus propiedades pese a los lavados) y es ecológico (no se utilizan sustancias químicas peligrosas durante su producción). Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 34 4.1.2 Cobre El 29 de Febrero de 2008 la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) certificó al cobre como el único metal antimicrobiano y, poco después, se creó una nueva tecnología que incorpora partículas microscópicas de cobre iónico para crear una fibra con propiedades antimicrobianas y antifúngicas. Esta fibra suele ser poliéster, polipropileno o algodón. Existen otras tecnologías donde es óxido de cobre, en vez de cobre únicamente, el material que se utiliza como antimicrobiano. Imagen 23. Fibra de poliéster impregnada con óxido de cobre. Los resultados científicos realizados hasta la fecha demuestran que los iones de cobre crean una zona natural de protección que elimina el 99,9% de bacterias y hongos, eliminando así las bacterias que causan el mal olor y mejorando la tonalidad de la piel. Además, ayuda a la cicatrización de heridas, combatiendo con ello el pie de atleta y demás enfermedades similares. La protección de esta fibra comienza a trabajar al primer contacto con el organismo (hongo o bacteria) de manera continua, manteniéndose lavado tras lavado. Por esto, el hilado de cobre cumple otro de los objetivos de la plantilla a diseñar, ya que es resistente al desgaste y duradero. El cobre es uno de los pocos materiales que pueden ser reciclados una y otra vez sin perder sus propiedades. Asimismo, no es ni tóxico ni daña el medioambiente durante su uso, pero tiene el inconveniente de que no es biodegradable. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 35 El cobre se refina a partir del mineral que se encuentra de manera natural en muchos lugares alrededor del mundo. Los cinco principales países mineros son Chile, Estados Unidos, Perú, Australia y Rusia. Son especialmente los tres primeros donde esta tecnología se está empezando a usar más comúnmente, principalmente en hospitales, donde mantener una protección frente a estos microorganismos es vital. Imagen 24. Cobre natural. Ahora bien, todavía no se ha mencionado cómo es capaz el cobre de eliminar las bacterias y los hongos al entrar en contacto con ellos, lo que para el caso de plantillas, supondrá la eliminación del mal olor, pues es causado por esas sustancias. Así pues, el cobre interactúa con las bacterias mediante dos pasos: el primero es una interacción directa entre el cobre y la membrana de la bacteria, causando su ruptura; el segundo está relacionado con la pérdida de nutrientes vitales y agua en la bacteria a través de las perforaciones en la pared celular, provocando el debilitamiento general del microorganismo. El hecho de que el cobre sea capaz de romper la membrana de los microorganismos es porque dicha membrana dispone de una microcorriente eléctrica que estabiliza la pared. Es una diferencia de voltaje entre el interior y el exterior de la célula, pero que al entrar en contacto con el cobre, se produce un cortocircuito, debilitando la membrana y produciéndose perforaciones. Existe otra teoría acerca de la ruptura de la membrana y es que, al entrar en contacto con ella el cobre, y en presencia de oxigeno, puede ocurrir un proceso de oxidación generando agujeros en la superficie. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 42 4.3 Ensayo realizado con las muestras Los ensayos realizados se han efectuado en dos fases: la primera de ellas sin tener en cuenta los metales antimicrobianos (cobre y plata), y la segunda ya considerándolos. Esto es debido a que ha sido más difícil conseguir muestras de estos materiales por el secretismo que invade en las empresas de éstos y el proyecto no podía parar en seco hasta su obtención. Así pues, en la primera fase, una vez compradas y recibidas diferentes plantillas y diferentes muestras de materiales de la primera fase, se realizó el ensayo UNE-EN 12746: “Método de ensayo para palmillas y plantillas. Absorción y desorción de agua”. 4.3.1 Tipo de ensayo Este ensayo determina la capacidad de absorción y de desorción de agua en las plantillas, con independencia del material: - La absorción de agua se va a medir como el aumento de masa por unidad de área de la probeta a causa de la absorción de agua durante un periodo de tiempo determinado. - La desorción de agua se mide como la pérdida porcentual de masa de la probeta, expresado en función de la masa de agua absorbida. Es importante recalcar que se realizaron dos ensayos distintos, aunque fueron simultáneos y similares. El motivo es que no se puede considerar del mismo modo a las muestras de plantillas con las muestras de simples materiales. En el ANEXO V, entre otras cosas, se pueden ver todas las muestras ensayadas. Una de esas plantillas a ensayar es la de Neutrolor, que se recuerda que es la plantilla que actualmente ofrece la empresa Troquelados Rogelio Inés S.L. como plantilla que más absorbe el sudor y elimina el mal olor entre las que suministra. Las demás muestras de plantillas eran compradas en países asiáticos, con el objetivo de establecer una comparación entre las que están compuestas por carbón activado, por carbón de bambú en diferentes cantidades y formas, y las de Neutrolor. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 43 En cuanto a materiales, se ensayó con diferentes tipos de carbón de bambú y diferentes mantas de recubrimiento (bien poliéster, bien polipropileno) y también se ensayó con cáñamo. Se debe recordar que este ensayo se realizó sin tener presente ni el hilado de cobre ni el de plata. Así pues, el método va a consistir, básicamente, en introducir en agua destilada probetas de los diferentes materiales de una dimensión de 50 x 50 mm, con las condiciones atmosféricas de acuerdo con la norma UNE-EN 12222. Para intentar minimizar los errores de medida, la norma establece que se ensayará con dos probetas por cada muestra de material diferente. Además, la localización de la toma de muestras y su preparación previa se tomó de acuerdo a la norma UNE-EN 13400. Imagen 28. Aula del ensayo con todo ya preparado, momentos antes del inicio del ensayo. Previo a su sumergimiento, se habrán pesado y anotado sus masas, M 0 . Tras estar sumergidas 6 horas, se retiran las muestras, se secan las gotas de agua utilizando papel de filtro y se pesan de nuevo, M f . Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 44 Imagen 29. Se coloca una canica de vidrio sobre las muestras para que éstas estén siempre sumergidas. Posteriormente, se acondicionan las probetas durante 16 horas en una atmósfera similar y se vuelve a pesar, M r . Anotadas las masas de las diferentes muestras, llega el momento de obtener los resultados, siguiendo las fórmulas que se acompañan: - Absorción de agua (W A ): Se expresa en gramos por metro cuadrado y se utiliza para su cálculo la siguiente ecuación: W A =   , siendo A el área de la probeta - Desorción de agua (W D ): Se calcula como porcentaje de masa, en relación a la masa que se ha absorbido previamente, utilizando la siguiente ecuación: W D =    100 Obviamente, el resultado es la media de las dos probetas de una misma muestra. Sin embargo, durante la realización del ensayo, y tras haber dejado sumergidas las muestras durante las 6 horas, en el período de secado se ve como éstas se secan muy rápido y el ensayo en cuanto a la desorción de agua no va a tener ninguna utilidad, puesto que se van a secar todas, obteniéndose con ello una desorción del 100%. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 45 Se decide cambiar un poco el método de ensayo, y para ello, se van tomando datos de las masas en periodos más cortos: a las 3 horas, a las 6 horas y 20 minutos, a las 16 horas (tal y como indica la norma) y a las 20 horas. Como se preveía, con el de las 20 horas no se obtiene ninguna conclusión, pues todas han evacuado al ambiente el agua que habían absorbido. Además, aprovechando los datos del ensayo, no únicamente se van a calcular la absorción y la desorción de agua, sino otros coeficientes que pueden resultar interesantes, como son el ritmo de desorción y el porcentaje de absorción de agua en relación al peso de la muestra. Este experimento no tiene en cuenta el espesor de la muestra, por lo que tampoco se pueden sacar conclusiones muy claras. Una muestra con espesor grande, será capaz de absorber más cantidad de agua que una más fina, por lo que su coeficiente de absorción de agua será elevado (hay que recordar que este coeficiente se refiere a gramos por unidad de superficie, que en todas las probetas es la misma, 50 x 50 mm). El ritmo de desorción, medido como la cantidad de agua que pierde la probeta por unidad de tiempo, da una idea de la velocidad con la que se secan las muestras. Al parecer, es un dato que parece más relevante que los anteriores, en los que el espesor puede influir demasiado en los resultados obtenidos. El porcentaje de absorción de agua en relación al peso de la muestra también es significativo, puesto que ya tiene algo en cuenta el espesor. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 46 4.3.2 Conclusiones al ensayo A parte de las conclusiones más interesantes que se van a mostrar a continuación, los resultados finales acompañados de sus gráficos y otras consideraciones menos destacables se pueden ver en el mencionado ANEXO V. Así pues, se va a proceder a las conclusiones más importantes que se obtuvieron en dicho ensayo: - En primer lugar, se van a dar a conocer las conclusiones de las plantillas: o Las plantillas de Neutrolor son las que mejor coeficiente de absorción tienen, aunque eso sí, son las de más espesor y, como ya se ha dicho, el espesor puede ocasionar inexactitudes en los resultados y originar conclusiones incorrectas. o Las plantillas Neutrolor absorben un 170% de su peso, mientras que hay otras que alcanzan hasta un 270% en este término. o La desorción de la plantilla Neutrolor no es tan buena y tarda mucho tiempo en secarse. Es más, pasadas las 16 horas en aireación, todavía no está seca. Es la única que no ha evacuado toda el agua previamente captada. o La plantilla que tiene una mejor relación absorción/desorción es una de las muestras de plantillas con carbón de bambú (la muestra nº3). o La plantilla Neutrolor es la única que sufre daños con la inmersión en agua durante tanto tiempo. Se despegan algunas de sus capas. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 47 Imagen 30. La muestra de Neutrolor, la primera en la imagen, es la única que sufre desperfectos tras el ensayo. - En segundo lugar, se van a conocer las conclusiones de los materiales: o El mejor comportamiento de absorción/desorción es el de la fibra de cáñamo. o Respecto al carbón de bambú, la muestra de 3 capas es mejor que la que sólo dispone de 2 capas, es decir, mejor estar recubierto por ambos lados que no únicamente por uno. o Las capas que recubren el carbón de bambú es mejor si es de poliéster que si es de polipropileno. Es más transpirable el poliéster. o La adición de mayor cantidad de bambú no tiene efectos muy significativos en la absorción, pero previsiblemente evitará con mayor eficacia el mal olor. Queda decir que en este experimento, aunque se hubieran recibido las muestras de cobre y plata para entonces y se hubiera ensayado con ellas, no se hubiera obtenido información concluyente ya que el efecto de ambos materiales es contra el olor, no es la absorción. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 48 5. Prototipos Una vez realizado el ensayo anteriormente comentado, y tras la compra de muestras de los nuevos materiales, se pasó a uno de los pasos finales y que ya iba a dar una idea de cómo estaba de avanzado el proyecto. Se trata de la fabricación de diferentes prototipos. Posteriormente, se probarían todos ellos y se calificarían cualitativamente para obtener resultados y, en caso de que fuera necesario, realizar las oportunas modificaciones de los mismos con el fin de mejorarlos. Se realizaron aquí también dos fases de fabricación de prototipos. En la primera de ellas, se introdujeron en las plantillas carbón de bambú y cáñamo combinados con diferentes materiales. En la segunda, se utilizó ya el hilado de cobre en los prototipos y se mejoró la plantilla que se había considerado más conveniente de la primera fase. 5.1 Realización de prototipos La empresa Rogelio Inés S.L. fue la encargada de la fabricación de los mismos, una vez se le fueron entregadas las muestras de los materiales y las indicaciones a seguir en cuanto al orden de colocación de los mismos. El método de fabricación es la propia empresa el que lo decide, incluyendo la maquinaría a emplear y los aglutinantes entre capas a aplicar. Los primeros prototipos que se fabricaron fueron los siguientes: - (1) Interlock rojo + manta de carbón de bambú protegida con poliéster por ambas caras + látex gelificado negro tejido oculto. Imagen 31. Plantilla (1), únicamente con carbón de bambú para el tratamiento del sudor. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 49 - (2) Rejilla de doble frontera negra + manta de carbón de bambú protegida con poliéster por ambas caras + manta de cáñamo + látex negro gelificado tejido oculto. Imagen 32. Plantilla (2), con carbón de bambú y cáñamo para el tratamiento del sudor. Primera capa mallada. - (3) Interlock azul + manta de carbón de bambú protegida con poliéster por ambas caras + manta de cáñamo + látex negro gelificado tejido oculto. Imagen 33. Plantilla (3), con carbón de bambú y cáñamo para el tratamiento del sudor. Primera capa lisa. - (4) Interlock rojo + carbón de bambú en polvo de grano fino (mesh 400) + látex gelificado negro tejido visto + soporte plástico Venus. En este último caso, el polvo es tan fino que los gránulos se escapan por los espacios existentes de la capa superior. Es muy complicada su fabricación y no se dispone de metodología ni de instrumentos para su correcta producción. Además, provoca manchas negras en la ropa por lo que no se va a experimentar con él. Siempre se considera que la primera capa es la más cercana a la planta del pie, y la última, la que está en contacto con la suela del zapato. El interlock al que se hace referencia en tres de esos prototipos es una tejido de punto liso y doble, muy suave al tacto. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 50 El carbón de bambú debe estar colocado siempre por encima del cáñamo. La razón es sencilla: el olor del sudor es tratado en la capa de carbón de bambú y si la colocación fuera al revés, parte del sudor quedaría retenido en el cáñamo y éste no sería tratado en cuanto al olor. La capa de carbón de bambú no absorbe casi nada como se vio en el ensayo y no prohíbe el paso del sudor a la siguiente capa, puesto que el poliéster de su recubrimiento facilita este traslado. 5.2 Test de prueba Los tres prototipos a experimentar se probaron en varios días consecutivos, practicando ejercicio en pleno verano y con altas temperaturas (con el objetivo de que la sudoración sea máxima) y se compararon con la plantilla Neutrolor. Después de su empleo y análisis, se dejaba acondicionar sacándolos del calzado. Se rellenaba una hoja de test de prueba tras el uso del prototipo o de la plantilla Neutrolor para luego poder hacer con ella comparaciones entre unos y otras. Esta hoja es la que aparece en el ANEXO VI. Tras ensayar con las plantillas varias veces cada una, llegó el momento de analizar las hojas de test y ya se podían empezar a obtener algunas nuevas conclusiones acerca de los materiales. Como conclusiones más interesantes que se pueden sacar a este ensayo con los mencionados prototipos, y siempre teniendo en cuenta tanto el tema de la absorción y la transpiración como el tema de la eliminación de los malos olores, son las siguientes: o Introducir polvo de carbón de bambú queda descartado por no disponer de los recursos apropiados. o La plantilla de Neutrolor está capacitada para absorber el sudor y eliminar el mal olor en sus primeros usos pero su eficacia se va diluyendo y finalmente perdiendo. o Las plantillas con cáñamo y carbón de bambú (2) y (3) mantienen su eficacia a lo largo de los días. o Los prototipos de nuevas plantillas no tienen una transpiración suficiente y esto es debido al látex gelificado inferior que la impide. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 51 o Entre la plantilla con cáñamo (3) y la de sin cáñamo (1), funciona mejor la de con cáñamo (3). Absorbe más cantidad de sudor, dejando el pie más fresco, y la transpiración es similar entre ambas. o Y entre las de cáñamo con carbón de bambú, es más eficaz la que tiene la primera superficie mallada (2) que la que la tiene lisa (3). Probablemente, porque esa superficie permite con mayor facilidad el paso del sudor. Así pues, tras esta primera oportunidad de ensayar con los prototipos de los nuevos materiales, queda como plantilla más conveniente la (2): “Interlock negro mallado con manta de poliéster recubriendo el carbón de bambú, otra manta de cáñamo y con una última capa de látex gelificado. El carbón de bambú tendrá un tamaño de 60 mesh y la cantidad será de unos 300 g/m 2 .” Imagen 34. Plantilla seleccionada tras la primera tanda en la fabricación de prototipos. Sin embargo, aún quedan muchas modificaciones por hacer, ya no tanto por el tema del olor, según lo cual la plantilla funciona bastante bien, sino por el tema de la humedad. La plantilla no transpira bien y no permite que se evacúe bien el sudor. En cambio, el olor, debido a las partículas de carbón de bambú que están introducidas en el interior de la plantilla, sí que ha sido parcialmente eliminado, considerando satisfactorios los resultados en cuanto a este asunto. Además, durante este tiempo de prueba de prototipos, se han comprado plantillas de las diferentes compañías de la competencia y así poder compararlas con las que se iban fabricando. Éstas se han utilizado también para tomar ideas acerca de la forma de su transpiración y otros detalles, algunos de los cuales han podido acabar siendo muy interesantes en la plantilla final de este proyecto. También se ha aprovechado ese tiempo para la compra de mantas con cobre, tanto impregnado en poliéster como impregnado en algodón. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 58 6. Expectativas para el futuro Para un futuro cercano, la empresa queda encargada de la realización industrial de la plantilla diseñada. Las escasas muestras de materiales ya han sido suministradas a la empresa y ya sólo queda la fabricación industrial del mismo. Además, para las futuras compras que haga la empresa, se le han entregado los contactos necesarios de los suministradores de los diferentes materiales. Y una vez realizado esto, lo siguiente ya es la introducción de la plantilla en el mercado, con su correspondiente publicidad pues es un producto novedoso. Al ser fácil de copiar por otras empresas, el marketing que se debe aplicar tiene que ser muy fuerte y así conseguir una alta cantidad de clientes, que, si quedan contentos con el producto, no cambiarán de marca en caso de que otras empresas se decidan por copiar. Por último, ya para un futuro más lejano, no hay que descuidar las nuevas tecnologías, que irán avanzando y dejarán obsoletas estas plantillas. Se han nombrado durante la memoria algunas nuevas técnicas que se están desarrollando y que, seguramente, pronto darán el salto al mercado. Además, pueden aparecer nuevos materiales mucho más adsorbentes o transpirables de los introducidos en esta plantilla, lo que proporcionaría una mayor eficacia frente a éstas. Por ello, estas plantillas que se acaban de diseñar y desarrollar deben presentarse en sociedad cuanto antes. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 59 7. Conclusiones Mediante la realización de este proyecto se ha diseñado y, posteriormente desarrollado, una nueva plantilla de calzado capaz de absorber el sudor generado por los pies permitiendo su posterior transpiración y, lo que es más novedoso e interesante, capaz de eliminar el olor desprendido por el propio sudor. La plantilla final consta de una capa superior de tejido de poliéster con iones de cobre impregnados efectiva contra las bacterias, una posterior capa de cáñamo que absorbe y retiene el sudor para luego evacuarlo por una última capa, fabricada en material termoplástico EVA en el que se han efectuado perforaciones para favorecer la transpiración. El proyecto ha durado aproximadamente 11 meses, desde mediados de enero hasta finales de noviembre. Las diferentes etapas han ocupado diferentes proporciones, como se puede ver a continuación en un modo aproximado: - Definición de las especificaciones técnicas de la plantilla de calzado: 15 días. - Revisión del estado de la técnica actual: 2,5 meses. - Investigación de nuevos materiales o aplicación de materiales utilizados en otros campos, y que se crean convenientes para este proyecto: 3,5 meses. - Diseño de productos y fabricación de prototipos: 2 meses. - Pruebas y modificaciones al diseño propuesto: 2 meses. La última parte del proyecto, una vez diseñada la plantilla final, es la del desarrollo total y fabricación del prototipo final. La empresa realizará este último paso para la finalización del proyecto, pero los materiales utilizados y las pautas a seguir ya se le habrán sido suministradas. Al ser fabricantes extranjeros (China, Taiwán, Chile…), el tiempo de envío de estos materiales a España ha retrasado un poco el proyecto. Este hecho también ha originado problemas con el idioma, y ha dificultado el contacto tanto por vía e-mail como por vía Skype. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 60 Así pues, sólo queda añadir que, una vez acabado este proyecto y presentado a la empresa, me queda la satisfacción de haber dejado a la empresa contenta por el trabajo realizado. Además, siempre me gustó la idea de realizar el Proyecto Final de Carrera de algo con un uso útil, y no algún estudio científico o algún análisis de algo que no pudiera ver sus verdaderos resultados. Por eso, la finalización de este proyecto me ha resultado gratificante, al ver como resultado una plantilla que es capaz, entre otras cosas, de eliminar el olor. Algo que antes de empezar el proyecto lo veía inalcanzable. Se ha obtenido mucha información, parte de ella de fuentes que no consideraba muy fiable, por lo que debía ser comprobada por más fuentes. Se enviaron muchos emails a las diferentes compañías para contrarrestar información. Otra dificultad añadida ha sido intentar plasmar en este documento todo el trabajo realizado. Resumir brevemente toda la información obtenida es un trabajo arduo y, también, los numerosos tests de prueba son complicados de describir y reflejar. Con todos los objetivos solventados, el proyecto ha resultado un éxito, diseñando un producto novedoso y con grandes expectativas. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Página 61 8. Bibliografía (1) http://www.inescop.es/0servidor0/inescop/index.htm (2) http://www.grupomoron.com/ (3) http://www.qdfab.com (4) http://www.alibaba.com (5) http:www.made-in-china.com (6) http://www.orliman.com (7) http://www.wikipedia.com (8) http://www.codeor.es (9) http://www.axioncorporation.com (10) http://www.cannarelax.com/Cannarelax.htm (11) http://www.bama-tana.com/en/Company/index.html (12) http://www.shoestringuk.co.uk/p/woly_insoles_323.php (13) http://peusek.mobi/tag/comfortable-insoles/ (14) http://www.casapia.com/midietetica/pod-olor-m-182.html (15) http://www.celesa-pulp.com./manufacturing.html (16) http://www.bambooclothes.com/ABOU.html (17) http://www.pedag.com.mx/ (18) http://www.textil.org/extranet/inf/Revista9/pag14.pdf (19) http://www.neolectum.com/newsops/n550shoe/calzado554componentes.html (20) http://www.calameo.com/read/0000828309ba1482d15ec (21) http://www.copperandino.com (22) http://www.cupron.com (23) http://www.monarch.cl/empresa_marcas.html (24) http://www.oepm.es/ (25) http://www.infocobre.org (26) http://www.antimicrobialcopper.com (27) Normativa UNE EN - 12746 (28) Normativa UNE EN – 12222 (29) Normativa UNE EN - 13400 Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores ANEXO I Diferentes tratamientos contra el sudor en las empresas Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Anexo I – Diferentes tratamientos contra el sudor en las empresas Página 1 1. GRUPO MORÓN – ARNEDO (LA RIOJA) 1.1 THERMY-TEX Interrumpe el desarrollo y la reproducción de bacterias, moho y ácaros, anulando eficazmente la formación de olores. Absorbe rápidamente el sudor y es 100% transpirable. Su efecto es permanente. El problema de este nuevo tratamiento es que el fabricante no da pistas acerca de su fabricación para evitar plagios de otras empresas de la competencia. Sin embargo, en las fotos que ofrece la propia empresa, parece ser que la fibra es altamente eficaz contra las bacterias. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Anexo I – Diferentes tratamientos contra el sudor en las empresas Página 2 1.2 EUCALYPTUS Este tratamiento es la unión del aroma fresco y natural con el efecto de antimicrobiano de la planta del eucalipto. El aceite especial está contenido en unas microcápsulas que se liberan en contacto con la piel y mantienen una acción antibacteriana. Tiene un acabado agradable. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Anexo I – Diferentes tratamientos contra el sudor en las empresas Página 3 1.3 ION SILVER TECHNOLOGY Este tratamiento usa las propiedades de los iones de plata por su poder antibacteriano, reduciendo el mal olor. Por su efecto termorregulador, gestiona muy bien la humedad, y mejora el proceso de evaporación-sudoración. Como la plata es además el mejor conductor natural, ayuda a que las terminaciones nerviosas de la piel liberen la electricidad que generan. Es, por tanto, antiestático. Por último, generan un campo magnético (debido a su condición de conductores) que mejoran la circulación sanguínea y reducen las inflamaciones. Es, por ello, cicatrizante y terapéutico. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Anexo I – Diferentes tratamientos contra el sudor en las empresas Página 4 1.4 ON STEAM Son productos 100% de microfibra, libres de sustancias nocivas y ecológicos, pues no se emite CO 2 durante su fabricación. Es totalmente transpirable y tiene una capacidad de absorción de 8 veces su peso en agua. Con su efecto termorregulador, ofrece máxima comodidad y un secado total. Es antialérgico y antimicrobiano (no genera olor). Se puede lavar. Esta gráfica anterior muestra la alta permeabilidad al vapor o desorción que tiene esta microfibra y la facilidad para la absorción de agua. De todos modos, estos datos los compara con la piel de cerdo por lo que el significado de su comparación carece de interés. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Anexo II – Fotos del microscopio electrónico de barrido Página 1 CARBÓN DE BAMBÚ 40-80 MESH RECUBIERTO POR DOS MANTAS DE POLIÉSTER En estas imágenes se aprecia como el carbón de bambú con este tamaño (40-80 mesh), tiene una alta porosidad. Además, que también es importante y no se puede obviar, permite un completo llenado sin dejar huecos vacíos y permite una fabricación de lámina homogénea y totalmente lisa, sin que se note apenas rugosidad. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Anexo II – Fotos del microscopio electrónico de barrido Página 2 CARBÓN DE BAMBÚ EN POLVO 400 MESH Con estas imágenes, se observa que el polvo de 400 mesh ya es quizá demasiado fino para la introducción en plantillas, puesto que su porosidad parece haber sido eliminada. Al haber machacado tanto el polvo y hacerlo tan fino, los granos apenas tienes poros y su superficie interna es mucho menor que en el caso de 40 – 80 mesh. El fenómeno de adsorción se produciría, pero en menor medida que en el caso anterior. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Anexo II – Fotos del microscopio electrónico de barrido Página 3 CARBÓN DE BAMBÚ 300 MESH RECUBIERTO POR DOS MANTAS DE POLIPROPILENO En estas dos imágenes, además de ratificar lo comentado en las fotografías anteriores de que con un tamaño de 300 o 400 mesh no existen tantos poros y su superficie interior es mucho menor que para 40 – 80 mesh, se puede apreciar en la fotografía inferior el aglutinante con el que se unen los polvos de carbón de bambú con el polipropileno. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Anexo II – Fotos del microscopio electrónico de barrido Página 4 CARBÓN DE BAMBÚ EN POLVO 2000 MESH Si ya con un tamaño de 300 mesh se veía como la porosidad apenas existía, si se machaca aún más el polvo hasta conseguir un tamaño de 2000 mesh como es en el caso de estas imágenes, aun se verán menos poros en los polvos que en el caso anterior. Con 2000 mesh de tamaño, el carbón de bambú es tan fino que sus poros internos son inapreciables y por tanto, será ineficaz como adsorbente. Por el consiguiente, queda descartado para introducirlo en las plantillas. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Anexo II – Fotos del microscopio electrónico de barrido Página 5 CARBÓN DE BAMBÚ EN POLVO 100 MESH Los polvos con un tamaño de 100 mesh dejan apreciar los poros en su interior. Aumenta su superficie interna, consiguiendo una mejora en su comportamiento como adsorbente. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Anexo II – Fotos del microscopio electrónico de barrido Página 6 CARBÓN DE BAMBÚ EN GRÁNULOS (NO EN POLVO). SON COMO GUIJARROS. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Anexo II – Fotos del microscopio electrónico de barrido Página 7 En estas últimas cuatro imágenes, se observa que para gránulos de carbón de bambú, que son como pequeños guijarros, su superficie interna es desmesuradamente superior a los demás casos previos. Sin embargo, colocar éstos como una capa en la plantilla provocaría malestar en el usuario al andar puesto que se originaría una plantilla desnivelada. ANEXO III Estudio sobre la actividad antimicrobiana del cobre de la Universidad de Chile ANEXO IV Diferencia de la eficacia antimicrobiana entre el cobre y la plata CHT November 2009 19 HEALTHCARE HYGIENE Brass door handles and push plates are making a comeback in hospitals due to their inherent ability to kill germs – bacteria, viruses and fungi – around the clock. Often found in private hospitals to provide a homely or hotel feel, this new generation of handles, and other touch surface components, are uncoated – they are neither lacquered or chrome plated – unleashing the power of the antimicrobial copper within. These active surfaces look different to standard components and patients, staff and visitors need to understand how this new look can help maintain a hygienic environment. There are now reams of scientific papers documenting how copper surfaces (and materials such as brass and bronze which contain copper) can very quickly kill millions of microbes applied to them. The most recent work has been carried out at the University of Southampton by Professor Bill Keevil who has proven copper kills MRSA, Clostridium difficile, E. coli and even Influenza A (H1N1) – all headline-making germs. Interestingly, while it is widely accepted that both silver and copper have antimicrobial properties, and indeed the use of silver in catheters and wound dressings is well known, Keevil recently reported that under typical indoor conditions, i.e. 22 degrees C and 50% relative humidity, silver-ion containing materials showed no activity. A higher temperature and humidity was needed for the silver material to show an effect. So for indoor touch surface applications, copper materials have the required performance. Copper has also been proven to reduce contamination in a clinical setting with reductions of 90-100% reported on toilet seats, taps and push plates in a trial at Selly Oak. 80% of infectious diseases are spread by touch so, logically, reducing contamination on touch surfaces must mean reducing the risk of spreading disease. According to the trial leader, Professor Tom Elliott: “The findings of a 90 to 100% killing of those organisms, even after a busy day on a medical ward with items being touched by numerous people, is remarkable. So it may well offer us another mechanism for trying to defeat the spread of infection.” So copper, brass and bronze surfaces can augment standard hygiene practices such as hand washing and cleaning and provide an additional barrier to germs, between cleans. Infection control can identify which surfaces would benefit from copper in particular areas. It’s perhaps hardly surprising that studies have shown the areas closest to the patient – the bed rails, the over-bed table and the nurse-call button – to be most heavily contaminated. In the Selly Oak trial, door handles, push plates, grab rails, taps, light switches and sockets and toilet seats were just some of the copper components installed. If you are asking yourself whether this means hospitals will need to start bulk buying Brasso then think again. At Selly Oak, standard cleaning agents and protocols were used. News of copper’s outstanding antimicrobial performance in the Selly Oak trial is making infection control teams around the world consider where best to deploy copper, brass and bronze fittings, furniture and equipment, but it’s not just hospitals than can benefit. The Health Protection Agency reports on its website that the swine flu virus can survive on hard surfaces for up to 24 hours pushing hygiene up the agenda for all non-residential buildings, public buildings, offices, gyms and schools. Of course, effective cleaning will help to sanitise touch surfaces but only until the next contaminated hand makes contact. This is where an effective antimicrobial like copper comes into its own, keeping germs at bay between cleans. So, how will you recognise these new weapons in the fight against infection? Copper-containing materials come in a variety of guises ranging in colour from gold to bronze to silver depending on composition. Being active surfaces, they immediately set to work killing germs, and the surface appearance may dull or darken slightly, a process known as patination. Only poorly cleaned surfaces will discolour to a greater degree than this, and the bathroom fittings installed at Selly Oak show only a gentle patination, even after two years’ service. Rest assured though that as this patination occurs, the surface is becoming even more effective at killing germs. with hygienic copper surfaces Angela Vessey, director of the Copper Development Association, looks at how the use of copper in washrooms is helping to reduce germs in healthcare situations. Fighting “80% of infectious diseases are spread by touch.” ANEXO V Ensayo realizado Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Anexo V – Ensayo realizado Página 1 1. MUESTRAS A REALIZAR Muestras de plantillas 1. Plantilla de Illueca de Neutrolor. 2. Plantilla A (sin especificaciones, parece ser carbón activado). 3. Plantilla B (sin especificaciones, parece que es con papel de carbón de bambú). 4. Plantilla C (sin especificaciones, es la de papel de carbón de bambú. Es la aparentemente buena). 5. Plantilla D (sin especificaciones, con polvo de bambú). 6. Plantilla E (300 gr/sq de carbón de bambú). 7. Plantilla F (100 gr/sq de carbón de bambú). 8. Plantilla G (300 gr/sq de carbón de bambú). 9. Plantilla H (100 gr/sq de carbón de bambú). Muestras de materiales 10. (1) Muestra de Carbón de Bambú de 2 capas con polipropileno. (85 gr/sq y 300 mesh) 11. (2) Muestra de Carbón de Bambú de 3 capas con polipropileno. (110 gr/sq y 300 mesh) 12. (3) Muestra de Carbón de Bambú de 3 capas con polipropileno. (300 gr/sq y 15- 35 mesh) 13. (4) Muestra de Carbón de Bambú de 3 capas con poliéster. (110 gr/sq y 40-80 mesh) 14. (5) Muestra de Carbón de Bambú de 3 capas con poliéster. (300 gr/sq y 40-80 mesh) 15. Muestra de Carbón de Bambú de 3 capas con material no tejido. (200 gr/sq y no se sabe que tamaño.) 16. Muestra de Fibra de Cáñamo. 17. Muestra de calcetín de 100% Carbón de Bambú. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Anexo V – Ensayo realizado Página 2 2. MATERIALES NECESIARIOS 1. 4 probetas por cada muestra (2 para cada ensayo). 2. Tijeras. 3. Regla. 4. Agua destilada. 5. Báscula. 6. Papel filtro. 7. 68 Vasos. 8. 68 Canicas para la correcta inmersión en agua de las probetas. 9. Pinza para extracción. 10. Reloj/Cronometrador. Imagen 1. Materiales necesarios para el ensayo. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Anexo V – Ensayo realizado Página 3 Imagen 2. Mesa de ensayo lista para su inicio. 3. REALIZACIÓN Ensayo de medidas intermitentes Viernes, 17 Junio - Se pesan las muestras: M 0 . Domingo, 26 Junio - Sobre las 11 horas, comienza el acondicionamiento de la sala de los ensayos, poniendo el aire acondicionado de la Sala de Proyectos en marcha a una temperatura de unos 23ºC. Las muestras de los materiales y de las plantillas deberán situarse en la sala a partir de entonces. Lunes, 27 Junio - A las 8 de la mañana comienzan los ensayos. Se sumergirán todas las muestras en los diferentes vasos, dejando 4 minutos de separación entre la inmersión en el agua destilada de cada muestra. La idea de estos 4 minutos de separación entre una y otra es para que todas estén sumergidas 6 horas al final, y no la primera de ellas esté 6 horas y la última 6 horas y media aproximadamente. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Anexo V – Ensayo realizado Página 4 - Se colocará encima de cada muestra una canica para que la muestra esté sumergida en todo momento. - A las 14 horas, tras 6 horas de sumersión, se empieza a retirar la primera de las muestras con una pinza para influir lo mínimo posible en el ensayo. Tras dejar escurrir durante 15 segundos, se quita el agua sobrante con el papel filtro durante 10 segundos y se pesa inmediatamente: M F . Esto se debe hacer para las dos probetas de la misma muestra. - Tan pronto se haya pesado la muestra, se coloca la muestra para su posterior secado encima de la mesa de la sala. - El proceso de colocar el papel de filtro sobre la muestra, pesarla y colocarla ya para el posterior secado, se calcula que puede tardar unos 4 minutos para las dos probetas. - A las 3 horas de haber sacado las probetas del agua (las 17 horas), se vuelven a pesar: M R3 . Se pesan cada una de las dos probetas, siempre dejando 4 minutos entre muestra y muestra. - A las 6 horas y 20 minutos, se vuelven a pesar: M R6,20 . Se pesan cada una de las dos probetas, siempre dejando 4 minutos entre muestra y muestra. - A las 20 horas, se vuelven a pesar: M R20 . Se pesan cada una de las dos probetas, siempre dejando 4 minutos entre muestra y muestra. - El tiempo de secado visto hasta ahora es para las muestras de plantillas. El tiempo de secado que se ha considerado para las muestras de materiales es de 40 minutos, 1 hora y 20 minutos y 2 horas. Ensayo de medidas totales Viernes, 17 Junio - Se pesan las muestras: M 0 . Domingo, 26 Junio - Sobre las 11 horas, comienza el acondicionamiento de la sala de los ensayos, poniendo el aire acondicionado de la Sala de Proyectos en marcha a una temperatura de unos 23ºC. Las muestras de los materiales y de las plantillas deberán situarse en la sala a partir de entonces. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Anexo V – Ensayo realizado Página 5 Lunes, 27 Junio - A las 12 de la mañana comienzan los ensayos. Se sumergirán todas las muestras en los diferentes vasos, dejando 4 minutos de separación entre la inmersión en el agua destilada de cada muestra. - Se colocará encima de cada muestra una canica para que la muestra esté sumergida en todo momento. - A las 18 horas, tras 6 horas de sumersión, se empieza a retirar la primera de las muestras con una pinza para influir lo mínimo posible en el ensayo. Tras dejar escurrir durante 15 segundos, se quita el agua sobrante con el papel filtro durante 10 segundos y se pesa inmediatamente: M F . Esto se debe hacer para las dos probetas de la misma muestra. - Tan pronto se haya pesado la muestra, se coloca la muestra para su posterior secado encima de la mesa de la sala. - El proceso de colocar el papel de filtro sobre la muestra, pesarla y colocarla ya para el posterior secado, se calcula que puede tardar unos 4 minutos para las dos probetas. Martes, 28 Junio - A las 10 de la mañana, es decir, después de 16 horas de acondicionamiento, se comienzan a pesar las probetas: M R16 . Se pesan cada una de las dos probetas, siempre dejando 4 minutos entre muestra y muestra. - Sin embargo, para los materiales, el ensayo de medidas totales se hace únicamente con 3 horas de secado, puesto que con 16 horas de secado no se obtendría ninguna conclusión. 4. TOMA DE MEDIDAS En las siguientes páginas se puede apreciar los ejemplos de las hojas donde se anotaron las medidas tomadas y posteriormente, los resultados obtenidos junto con las gráficas y las conclusiones alcanzadas de cada uno de los ensayos. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Anexo V – Ensayo realizado Página 6 Ensayo 1: Medidas intermitentes M P M 0 (g) M F (g) MR 3 (g) MR 6,20 (g) MR 20 (g) 1 1 2 2 1 2 3 1 2 4 1 2 5 1 2 6 1 2 7 1 2 8 1 2 9 1 2 10 1 2 11 1 2 12 1 2 13 1 2 14 1 2 15 1 2 16 1 2 17 1 2 Hay que considerar que la línea más gruesa separa las muestras de plantillas de las de materiales y que en estos últimos, la toma de medidas tras el acondicionamiento es a los 40 minutos, a la hora y 20 minutos y a las 2 horas. Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Anexo V – Ensayo realizado Página 13 Y dentro de las muestras de carbón de bambú, se observa que es más adecuada aquella que está recubierta por ambos lados (muestras 11, 12 ,13 y 14) que aquella que sólo lo está por uno (muestra 10). Y también, que es más apropiado que esté recubierto por poliéster (muestras 13 y 14) que por polipropileno (muestras 11 y 12). El coeficiente de desorción no es muy útil ahora puesto que son materiales que desabsorben muy rápidamente el agua cogida. Salvo el cáñamo, todos los demás materiales a la hora y media están ya prácticamente secos (100% de desorción). Pero también porque no han absorbido mucha cantidad de agua, por lo que este coeficiente es insignificante. Es más interesante el ritmo de desorción. Teniendo en cuenta el ritmo de desorción, deberíamos tener en cuenta sólo el primer periodo, es decir, los primeros 40 minutos; puesto que los demás, al llegar los materiales a la saturación, ya nos va a dar medidas “erróneas”, porque casi estarán totalmente secos. Y en este primer periodo, también se ve que el cáñamo es el mejor, se observa que desaloja el agua obtenida el más rápido. Además, como se ve también en la gráfica, el ritmo de desorción en este material se mantiene casi constante. Además, el hecho de que en 2 horas haya evacuado el cáñamo aproximadamente un 48% de lo absorbido, hace pensar que tras un tiempo no muy exagerado se habrá secado por completo, por lo que hace este material muy adecuado para su introducción en las plantillas a diseñar. Por tanto, para concluir, se puede decir que es el cáñamo el mejor material para el tema de absorción de agua y desorción, aunque si instauramos en la misma plantilla el carbón de bambú, podríamos eliminar a su vez el sudor, puesto que el cáñamo no es desodorizante. 0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Series1 Series2 Series3 Ritmo de desorción Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Anexo V – Ensayo realizado Página 14 Ensayo de medidas totales en materiales En este ensayo no se obtiene nada claro, pero se vuelve a constatar lo dicho para el caso anterior. El que más absorbe es el cáñamo y del bambú absorbe más aquel con un tamaño 40-80 mesh. También es de destacar, lo cual no se había mencionado antes, que la fibra de carbón de bambú (calcetín-muestra 17) absorbe más que las muestras 10, 11 y 12, correspondientes a bambú de 300 mesh y de 15-35 mesh. Y por el lado de la desorción, se ve que en 3 horas ya se ha evacuado todo en las de carbón de bambú. El cáñamo, sin embargo, no se ha desabsorbido por completo. Ahora bien, hay que tener en cuenta que el cáñamo había desabsorbido un 48% en 2 horas, y ahora, en 3 horas ha desabsorbido un 80%. Así como en el caso anterior se ha visto que el ritmo de desabsorción en el cáñamo era constante, parece ser que a partir de las dos horas éste ha aumentado un poco, puesto que si fuera constante, estaría rondando tras las tres horas un 72% de desorción. 0,000 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000 600,000 10 11 12 13 14 15 16 17 Coeficiente de Absorción Coeficiente de Absorción 0,000 20,000 40,000 60,000 80,000 100,000 120,000 10 11 12 13 14 15 16 17 Coeficiente de Desorcion Coeficiente de Desorcion Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores ANEXO VI Hoja de los tests de prueba Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Anexo VI – Hoja de los tests de prueba Página 1 ENSAYO PARA “PROYECTO PLANTILLAS” – FASE I - Fecha: - Autor del ensayo: - Número de ensayo: - Horas de uso de la plantilla: - ¿Ha habido condiciones de exceso sudor (calor extremo, actividad física…)?  No  Sí. ¿Cuál? _______________ - Plantilla Utilizada (marcar con una X):  Neutrolor  Solo Bambú (Roja)  Bambú + Cáñamo (Superficie lisa – Azul)  Bambú + Cáñamo (Superficie mallada – Negra)  Plantilla BambooTecc de Orliman - Marcar con una X las siguientes características (10 es el máximo, 1 el mínimo): o Comodidad  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 o Olor del calcetín  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 o Olor del pie  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 o Olor de la plantilla  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 o ¿Plantillas empapadas? (10 muy empapadas, 1 nada)  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 o ¿Calcetines empapados? (10 muy empapados, 1 nada)  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 - ¿Aparecen manchas tras su uso (calcetines, calzado o propio pie)?  No  Sí. ¿Dónde? _______________ - ¿Aparece alguna alergia o síntoma?  No  Sí. ¿De qué tipo? _______________ - Otras observaciones: Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores Anexo VI – Hoja de los tests de prueba Página 2 ENSAYO PARA “PROYECTO PLANTILLAS” – FASE II - Fecha: - Autor del ensayo: - Número de ensayo: - Horas de uso de la plantilla: - ¿Ha habido condiciones de exceso sudor (calor extremo, actividad física…)?  No  Sí. ¿Cuál? _______________ - Plantilla Utilizada (marcar con una X):  Tejido de rejilla + Bambú + Cáñamo + Fibra de coco  Poliéster con cobre + Cáñamo + EVA perforado  Tejido de rejilla + Bambú + Cáñamo  Plantilla Running con cobre A y cobre B  Plantilla Neutrolor 2ª + Base de látex con ondas  Plantilla Running Neutrolor con fórmula 2ª y fórmula 2.1  Plantilla Neutrolor 2ª + Base de gel negro - Marcar con una X las siguientes características (10 es el máximo, 1 el mínimo): o Comodidad  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 o Olor del calcetín  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 o Olor del pie  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 o Olor de la plantilla  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 o ¿Plantillas empapadas? (10 muy empapadas, 1 nada)  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 o ¿Calcetines empapados? (10 muy empapados, 1 nada)  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 - ¿Aparecen manchas tras su uso (calcetines, calzado o propio pie)?  No  Sí. ¿Dónde? _______________ - ¿Aparece alguna alergia o síntoma?  No  Sí. ¿De qué tipo? _______________ - Otras observaciones: Diseño y desarrollo de una plantilla de calzado capaz de absorber el sudor y eliminar los malos olores