Resumen

Este proyecto se enfoca en el desarrollo de un dispositivo auxiliar diseñado específicamente para personas con discapacidad auditiva, el cual les permita percibir de manera efectiva las alertas sísmicas. La solución propuesta es una pulsera vibratoria que, al activarse la alarma sísmica, emite vibraciones perceptibles en la muñeca o brazo del usuario, brindando una señal temprana de peligro.

La pulsera funciona a través de un sistema      de sensores que detectan las señales de alerta sísmica emitidas por los sistemas de monitoréo. Al recibir estas señales, la pulsera activa un motor vibrador que transmite pulsaciones al usuario, alertando de la inminencia de un sismo. Este dispositivo busca garantizar la seguridad de las personas con discapacidad auditiva al permitirles estar informadas y preparadas ante eventos sísmicos, otorgándoles un tiempo valioso para tomar las medidas de protección necesarias.

A través de este proyecto, se busca contribuir a la inclusión y accesibilidad de las personas con discapacidad auditiva en sistemas de alerta temprana, reduciendo así su vulnerabilidad ante desastres naturales.

Además, se explorarán diferentes materiales y tecnologías para optimizar el diseño de la pulsera, garantizando su comodidad, eficiencia y durabilidad.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

En un comunicado de 2021, la Secretaría de Salud estableció que en nuestro país, aproximadamente 2.3 millones de personas padecen discapacidad auditiva. De esta población, más del 50% tiene más de 60 años, poco más del 34% se encuentra entre los 30 y 59 años, y cerca del 2% son niñas y niños.

A través de sus unidades médicas, la Secretaría de Salud ofrece servicios preventivos, de diagnóstico y atención integral especializada para cualquier alteración auditiva, así como rehabilitación para mejorar la comunicación y la integración social de las personas con esta condición.  

Francisco Alfredo Luna Reyes, jefe de la División de Audiología y Otoneurología del Instituto Nacional de Rehabilitación (INR), señaló que los antecedentes familiares de sordera, la edad avanzada, la exposición a sonidos intensos o a música con alto volumen son las principales causas de problemas de audición.

Otros factores de riesgo incluyen la hipertensión arterial sistémica, la diabetes mellitus, enfermedades infecciosas virales como el sarampión, la varicela y la rubéola, infecciones del oído medio, el uso de algunos medicamentos y los traumatismos craneoencefálicos.  

En caso de sismos las personas con problemas de audición no se pueden dar cuenta de cuando se genera un sismo, ni valerse por sí mismos  por lo tanto corren un alto riesgo volviéndose vulnerables ante una emergencia de este tipo, se requiere una forma para que se den cuenta de la situación y que puedan evacuar de manera segura y ordenada como los demás.  

Antecedentes

En México, ocurren en promedio 60 sismos al día. Según datos del Instituto de Geofísica de la UNAM, en 2020 se registraron 30,110 sismos, en 2019 fueron 26,418 y en 2018, 30,350. Estos números evidencian la alta sismicidad de nuestro país.

A 39 años del sismo de 1985 (magnitud 8.1) y  siete del de 2017 (magnitud 7.1), la conciencia sobre la actividad sísmica en México ha aumentado significativamente. Gracias al Sistema de Alerta Sísmica Mexicano, contamos con unos segundos cruciales para tomar precauciones ante un evento de esta naturaleza.

Xyoli Pérez Campos, investigadora del Instituto de Geofísica de la UNAM, destaca los avances tecnológicos que han revolucionado el estudio de los sismos. Gracias a herramientas como el GPS y sismómetros de banda ancha, los científicos pueden detectar fenómenos sísmicos antes desconocidos, como los sismos silenciosos y los temblores tectónicos.

“Antes, los datos se recopilaban de manera limitada y se transmitían de forma lenta. Hoy en día, la tecnología nos permite monitorear la actividad sísmica de manera continua y detallada, lo que nos ha llevado a una nueva comprensión de los procesos sísmicos”, explica la experta.

Estos avances tecnológicos han  permitido a los científicos replantear sus modelos sobre los sismos y explorar nuevos fenómenos asociados a ellos, enriqueciendo nuestro conocimiento sobre estos eventos naturales

Objetivo

Diseñar y desarrollar un dispositivo auxiliar que optimice la comunicación de alertas sísmicas a personas con discapacidad auditiva, garantizando su seguridad en situaciones de emergencia.

Justificación

La frecuencia de los sismos representa una amenaza constante para la población en general. Sin embargo, las personas con discapacidad auditiva enfrentan un desafío adicional al no poder percibir las alertas sísmicas sonoras tradicionales. Esta situación las coloca en una posición de mayor vulnerabilidad ante estos eventos naturales.

El desarrollo de un dispositivo de alerta sísmica vibratorio busca ser una herramienta esencial para garantizar la seguridad de las personas con discapacidad auditiva. Este proyecto tiene una relevancia social y científica significativa por las siguientes razones:

Inclusión: Promueve la inclusión social de las personas con discapacidad auditiva, al brindarles una herramienta que les permita participar de manera equitativa en los sistemas de alerta temprana.

Salud pública: Contribuye a la prevención de lesiones y pérdidas humanas al permitir a las personas con discapacidad auditiva tomar medidas preventivas ante un sismo.

Innovación tecnológica: Impulsa el desarrollo de tecnologías accesibles y adaptadas a las necesidades de las personas con discapacidad.

Investigación: Abre nuevas líneas de investigación en el campo de la ingeniería biomédica, la sismología y el diseño de dispositivos médicos.

Hipótesis

El empleo de un dispositivo de alerta sísmica vibratorio disminuye significativamente el riesgo de lesiones o pérdidas humanas entre personas con discapacidad auditiva durante eventos sísmicos, al facilitar la toma de decisiones informadas y la evacuación segura.

Método (materiales y procedimiento)

La página UNAM del servicio sismológico nacional nos permite extraer datos sísmicos que nos servirán para la programación, la cual tiene como función detectar sismos de magnitud mayor a 5, al detectarlo el dispositivo comienza a vibrar. Para la programación se utiliza el ninja software, el cual genera este programa utilizando distintos lenguajes, de la misma manera se emplea el uso de la memoria ram, que nos servirá para ejecutar y guardar el programa sin ningún problema. Nuestro proyecto también tiene como base la estética y comodidad del mismo por lo que utilizamos una banda elástica para poner el producto.

• Jumpers (cables para la placa)
• Cables de conexión a computadora
• Módulo de vibraciones
• Banda elástica
• Computadora
• Ninja software
• Memoria ram

Galería Método

Resultados

 Debido a la dificultad de simular de manera realista un sismo de magnitud 5 o superior para probar nuestro dispositivo, tuvimos que recurrir a métodos alternativos.

Pruebas iniciales:

En primer lugar, realizamos pruebas con magnitudes muy bajas para verificar el correcto funcionamiento básico del dispositivo. Sin embargo, este método no nos permitía evaluar su desempeño en condiciones reales de un sismo de gran intensidad.

Simulación manual:

Para superar esta limitación, desarrollamos una simulación manual. Programamos una computadora para generar señales sísmicas artificiales y controlar la activación del dispositivo. De esta manera, pudimos evaluar su respuesta a diferentes tipos de señales y ajustar su configuración.

Visualización del funcionamiento:

Con el fin de obtener una evidencia tangible del funcionamiento del dispositivo, diseñamos un sistema de visualización. Conectamos el dispositivo a un LED rojo de alta intensidad. Al activarse el dispositivo, el LED se encendía de manera coordinada, indicando así que había detectado una señal sísmica.

Galería Resultados

Discusión

El prototipo que hemos desarrollado se encuentra actualmente en una fase experimental. Hemos llevado a cabo diversas pruebas para evaluar su funcionamiento, y los resultados obtenidos concuerdan con las expectativas establecidas en la programación. Sin embargo, debido a la imposibilidad de predecir con exactitud el momento y lugar de un sismo de magnitud 5 o superior, aún no hemos podido realizar pruebas en condiciones reales.

Con el objetivo de acercar nuestra tecnología a un mayor número de usuarios, estamos trabajando en el desarrollo de una aplicación móvil que se conecte a nuestro dispositivo. Esta aplicación permitirá a los usuarios recibir alertas tempranas en caso de detectar actividad sísmica.

Uno de los principales desafíos que enfrentamos al implementar esta solución es la dificultad de determinar con precisión el tiempo de anticipación con el que se puede emitir una alerta confiable. La imprevisibilidad de los sismos hace que sea complejo establecer un margen de seguridad adecuado.

Además de este desafío, consideramos que es fundamental mejorar la comodidad y el tamaño del dispositivo. Nuestro objetivo es desarrollar un producto que sea fácil de transportar y utilizar en el día a día, sin que represente una molestia para el usuario.

Para abordar estas limitaciones, estamos explorando diferentes opciones tecnológicas y realizando pruebas con nuevos materiales.

Conclusiones

El prototipo desarrollado ha mostrado resultados prometedores en las pruebas experimentales , pero aún queda un largo camino por recorrer para su implementación a gran escala. Los próximos pasos incluyen la finalización del desarrollo de la aplicación móvil, la realización de pruebas en campo y la optimización del dispositivo para garantizar su portabilidad y facilidad de uso. A pesar de los desafíos que plantea la impredecibilidad de los sismos, estamos confiados en que nuestra tecnología contribuirá a mejorar la seguridad de las comunidades expuestas a este tipo de fenómeno  natural.

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• http://www2.ssn.unam.mx:8080/estadisticas/
• https://www.shakeout.org/espanol/downloads/ShakeOut_Consejos_Personas_con_Discapacidades_AFN.pdf

Summary

This project focuses on the development of an auxiliary device designed specifically for people with hearing disabilities, which allows them to effectively perceive seismic alerts. The proposed solution is a vibrating bracelet that, when the seismic alarm is activated, emits perceptible vibrations on the user’s wrist or arm, providing an early signal of danger.

The bracelet works through a system of sensors that detect seismic alert signals emitted by monitoring systems. Upon receiving these signals, the bracelet activates a vibrating motor that transmits pulses to the user, alerting of the imminence of an earthquake. This device seeks to guarantee the safety of people with hearing disabilities by allowing them to be informed and prepared for seismic events, giving them valuable time to take the necessary protective measures.

Through this project, we seek to contribute to the inclusion and accessibility of people with hearing disabilities in early warning systems, thus reducing their vulnerability to natural disasters.

In addition, different materials and technologies will be explored to optimize the design of the bracelet, guaranteeing its comfort, efficiency and durability.

Research Question

Problem approach

In a 2021 statement, the Ministry of Health established that in our country, approximately 2.3 million people suffer from hearing impairment. Of this population, more than 50% are over 60 years old, just over 34% are between 30 and 59 years old, and about 2% are girls and boys.

Through its medical units, the Ministry of Health offers preventive, diagnostic and comprehensive specialized care services for any hearing disorder, as well as rehabilitation to improve communication and social integration of people with this condition.  

Francisco Alfredo Luna Reyes, head of the Division of Audiology and Otoneurology of the National Rehabilitation Institute (INR), pointed out that family history of deafness, advanced age, exposure to intense sounds or loud music are the main causes of problems. hearing.

Other risk factors include systemic arterial hypertension, diabetes mellitus, viral infectious diseases such as measles, chickenpox and rubella, middle ear infections, the use of some medications and head trauma.  

In the event of earthquakes, people with hearing problems cannot realize when an earthquake is generated, nor can they take care of themselves, therefore they run a high risk of becoming vulnerable in an emergency of this type. A way is required for them to realize the situation and can evacuate in a safe and orderly manner like everyone else.

Background

Objective

Design and develop an auxiliary device that optimizes the communication of seismic alerts to people with hearing disabilities, guaranteeing their safety in emergency situations.

Justification

The frequency of earthquakes represents a constant threat to the general population. However, people with hearing impairments face an additional challenge of not being able to perceive traditional audible seismic alerts. This situation places them in a position of greater vulnerability to these natural events.

The development of a vibrating seismic warning device seeks to be an essential tool to guarantee the safety of people with hearing disabilities. This project has significant social and scientific relevance for the following reasons:

Inclusion: Promotes the social inclusion of people with hearing disabilities, by providing them with a tool that allows them to participate equitably in early warning systems.

Public health: It contributes to the prevention of injuries and human losses by allowing people with hearing disabilities to take preventive measures in the event of an earthquake.

Hypothesis

The use of a vibrating seismic warning device significantly reduces the risk of injury or human loss among people with hearing disabilities during seismic events, by facilitating informed decision making and safe evacuation.

Method (materials and procedure)

The UNAM page of the national seismological service allows us to extract seismic data that will be used for programming, which has the function of detecting earthquakes of magnitude greater than 5. When detected, the device begins to vibrate. For programming, the ninja software is used, which generates this program using different languages, in the same way the use of ram memory is used, which will help us execute and save the program without any problem. Our project is also based on its aesthetics and comfort, which is why we use an elastic band to put the product on.

• Jumpers (board cables)
• Computer connection cables
• Vibration module
• elastic band
• Computer
• Ninja software
• ram memory

Method Gallery

Results

Due to the difficulty of realistically simulating an earthquake of magnitude 5 or greater to test our device, we had to resort to alternative methods.

Initial tests:

First of all, we perform tests with very low magnitudes to verify the correct basic operation of the device. However, this method did not allow us to evaluate its performance in real conditions of a high intensity earthquake.

Manual simulation:

To overcome this limitation, we developed a manual simulation. We program a computer to generate artificial seismic signals and control the activation of the device. This way, we were able to evaluate its response to different types of signals and adjust its settings.

Operation display:

In order to obtain tangible evidence of the device’s operation, we designed a display system. We connect the device to a high intensity red LED. When the device was activated, the LED lit up in a coordinated manner, thus indicating that a seismic signal had been detected.

Results Gallery

Discussion

The prototype we have developed is currently in an experimental phase. We have carried out various tests to evaluate its operation, and the results obtained agree with the expectations established in the programming. However, due to the impossibility of accurately predicting the time and place of an earthquake of magnitude 5 or greater, we have not yet been able to perform tests under real conditions.

With the aim of bringing our technology closer to a greater number of users, we are working on the development of a mobile application that connects to our device. This application will allow users to receive early alerts if seismic activity is detected.

One of the main challenges we faced when implementing this solution is the difficulty of accurately determining the lead time at which a reliable alert can be issued. The unpredictability of earthquakes makes it complex to establish an adequate safety margin.

In addition to this challenge, we consider it essential to improve the comfort and size of the device. Our goal is to develop a product that is easy to transport and use on a daily basis, without representing a nuisance to the user.

To address these limitations, we are exploring different technological options and testing new materials.

Conclusions

 The developed prototype has shown promising results in experimental tests, but there is still a long way to go for its large-scale implementation. Next steps include completing mobile app development, conducting field testing, and optimizing the device to ensure portability and ease of use. Despite the challenges posed by the unpredictability of earthquakes, we are confident that our technology will contribute to improving the safety of communities exposed to this type of natural phenomenon.

Bibliography

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