PROYECTO DE ROBOTICA 11-03

COLEGIO CHUNIZA IED TRABAJO DE ROBÓTICA FÍSICA Experiencia De Signos Vitales En La Medición Del COVID 19 Experience of Vital Signs in the Measurement of COVID 19 Brayan A. Velasquez Q., Julieth G. Chacón M., Valeri D. Bautista P., Kevin J. Olaya T. 11-03 RESUMEN En el presente trabajo de grado se realizó la implementación de un prototipo que ofrece información relevante ante un posible caso de contagio de Covid-19, teniendo en cuenta las variables fisiológicas como lo son la temperatura corporal, la frecuencia cardiaca, la frecuencia respiratoria y la saturación de oxígeno, obtenidas a partir de senso res implementados en el paciente, donde posteriormente se analizaron los datos para obtener información relevante del estado de salud de la persona. Para el desarrollo e implementación de este trabajo se planteó un objetivo, el objetivo de desarrollar un prototipo a nivel de laboratorio para el diagnóstico temprano del COVID-19, donde se implementaron diferentes fases, en la cual la primera se realizó una investigación teórica sobre las variables fisiológicas con las que sería posible una detección temprana de un posible contagio de Covid-19, posteriormente con las variables fisiológicas identificadas se realizó un análisis que permitiera relacionar las mismas para identificar cambios relevantes, luego de este análisis se identificaron los posibles sensores a ser utilizados en la implementación, teniendo en cuenta las características técnicas y el precio. Con la implementación y desarrollo del trabajo se grado se logró realizar el análisis de las variables fisiológicas unas con otras como la frecuencia cardiaca y la temperatura corporal, la frecuencia respiratoria y la saturación de oxígeno, la temperatura corporal y la saturación de oxígeno, para con ello realizar las alertas pertinentes con base en los cambios sufridos en estos datos, con las pruebas realizadas se obtuvieron resultados favorable en la generación de las alertas pertinentes informando el estado de salud del usuario y logrando el objetivo de realizar una detección temprana de un posible caso de contagio. Para la visualización de los datos recolectados y alertas se implementó una página web donde por medio de un dashboard donde se realizó el cruce y la implantación de graficas con los datos de las variables relacionadas, el usuario podrá identificar su estado de salud y conocer si puede estar contagiado de Covid-19. P alabras claves: COVID, variables, análisis, frecuencia, temperatura, sensores, cardiaca y respiratoria ABSTRACT In the present degree work, the implementation of a prototype was carried out that offers relevant information in the face of a possible case of contagion of Covid-19, taking into account physiological variables such as body temperature, heart rate, respiratory rate and oxygen saturation, obtained from sensors implemented in the patient, where the data was subsequently analyzed to obtain relevant information on the person's health status. For the development and implementation of this work, an objective was established, the objective of developing a prototype at the laboratory level for the early diagnos is of COVID-19, where different phases were implemented, in which the first one was carried out a theoretical investigation on the physiologi cal variables with which an early detection of a possible contagion of Covid -19 would be possible, later with the physiological variables identified an analysis was carried out that would allow them to be related to identify relevant changes, after this analysis the possible sensors to be used in the implementation, taking into account the technical characteristics and price. With the implementation and development of the degree work, it was possible to carry out the analysis of the physiological variables w ith each other, such as heart rate and body temperature, respiratory rate and oxygen saturation, body temperature and oxygen saturation, in order to do this, carry out the pertinent alerts based on the changes suffered in these data, with the tests carried out, favorable results were obtained in the generation of the pertinent alerts, informing the user's health status and achiev ing the objective of early detection of a possible case. of contagion. For the visualization of the data collected and alerts, a web page was implemented where, through a dashboard where the crossover was made and the implementation of graphs with the data of the related variables, the user will be able to identify their state of health and know if they can be infected with Covid -19. K ey words: COVID, variables, analysis, frequency, temperature, sensors, cardiac and respiratory

COLEGIO CHUNIZA IED TRABAJO DE ROBÓTICA FÍSICA 1. INTRODUCCION: (baumanómetro) y de la glucemia capilar (glucómetros). La pandemia tuvo un gran impacto en la población, ya que muchas de las personas que Otro ejemplo de tecnología para la salud son los acudían a los hospitales lo dejaron de hacer por relojes digitales que miden la frecuencia el miedo a contagiarse, por lo que cobra gran cardiaca, el tiempo de actividad física y el tiempo relevancia la consulta médica virtual, así como dedicado al sueño. los dispositivos para la automedición de signos vitales”, consideró el doctor Israel León Pedroza, 2. MARCO TEORICO: académico del Departamento de Bioquímica de la Facultad de Medicina de la UNAM. Una de las El corazón es uno de los órganos necesarios para principales manifestaciones de la enfermedad de la sustentación de la vida. Su misión es el COVID-19 es la hipoxemia, es decir, la bombeo de sangre a todas las partes del cuerpo disminución de oxígeno en la sangre, por lo que gracias a la acción combinada de sus cuatro las personas comenzaron a comprar dispositivos cámaras: aurículas derecha e izquierda y como el oxímetro de pulso, y para detectar la ventrículos derecho e izquierdo. La contracción y fiebre, las personas en casa y en empresas distensión de dichas cámaras se realiza de empezaron a tomar la temperatura con manera síncrona de forma que se optimiza el termómetros digitales, y esto dio un impulso a gasto cardíaco. todo lo relacionado con la evaluación digital de algunos signos vitales El corazón es un músculo compuesto por células excitables que se contraen al ser estimuladas por El oxímetro funciona emitiendo un rayo de luz sus vecinas. El origen de la excitación está infrarroja, éste atraviesa la piel y el dedo que se ubicado (en un latido normal) en el nodo sinusal coloca sobre él hasta llegar a un detector de luz que está compuesto por células autoexcitables que se encuentra debajo del dedo. Por medio de (o marcapasos) dotadas de una cierta ritmicidad cálculos matemáticos, este dispositivo puede cuya frecuencia está afectada por diversos diferenciar cuánto de la luz emitida es absorbida sistemas como se comentará más adelante. Una por los tejidos, cuánta por la hemoglobina vez iniciada la excitación en el nodo sinusal oxigenada y cuánto por la hemoglobina no (cuando se excede un determinado potencial de oxigenada y, así, dar un porcentaje de la umbral), las células vecinas se contraen saturación de oxígeno que tiene valores entre 0 propagando asimismo el llamado potencial de y 100 por ciento. acción. Otro dispositivo muy utilizado es el termómetro Algunos conceptos en tener en cuenta para la infrarrojo, el cual funciona midiendo la radiación medición del ritmo cardiaco son: emitida por el cuerpo, por lo que no es dañino para el ser humano, señaló el doctor León - VELOCIDAD EN EL RITMO CARDIACO: Pedroza durante su charla transmitida por Es la capacidad física que permite realizar un Facebook Live de la Facultad de Medicina. movimiento en el mínimo tiempo posible. Algunos tipos de velocidad que hay que tener en Asimismo, destacó la importancia de realizar una cuenta y que pueden influir en el ritmo cardiaco correcta medición, ya que la temperatura no es son: la misma en todas las partes del cuerpo, por lo que lo ideal es tomarla en la cabeza. “Es → Velocidad de desplazamiento: Es la importante que, cuando se mide la temperatura capacidad de recorrer una distancia de una persona, veamos en dónde se va a checar; en el menor tiempo posible. La pues puede tener fiebre, pero si no se toma en el capacidad de realizar una serie de lugar correcto, no se va a detectar ese aumento movimientos o acciones más o menos en la temperatura”. complejas de forma cíclica en el menor tiempo posible. Podemos También existen otros dispositivos que han sido definirla como, “la capacidad de necesarios desde antes de que apareciera la recorrer una distancia en el menor pandemia por la COVID-19, como lo son los medidores de la presión arterial

COLEGIO CHUNIZA IED TRABAJO DE ROBÓTICA FÍSICA tiempo posible. Podemos definirla define como la capacidad de realizar como, “la capacidad de recorrer una un movimiento con el cuerpo en el distancia en el menor tiempo posible. menor tiempo posible”, Álvarez Del Podemos definirla como, “la Villar, (1994). Es un gesto aislado que capacidad de recorrer una distancia solo se repite una vez, puede estar en el menor tiempo posible” Mora marcada por la velocidad acíclica, que (1989). Este tipo de velocidad puede es la que se da cuando se realiza un estar condicionada por la velocidad solo movimiento a gran velocidad. contráctil, que, según Mayoral (1969) es la rapidez de contracción de los La velocidad en la que se afecta la músculos. Dentro de la velocidad de frecuencia cardíaca depende de varios desplazamiento se encuentra la factores, incluyendo la intensidad y la siguiente clasificación: duración de la actividad física, así como también la condición física de la Velocidad máxima: Entendida como persona y otros factores de salud. el nivel más alto de velocidad a la que puede desplazarse una persona, En general, durante el ejercicio físico, dependiendo del individuo la la frecuencia cardíaca tiende a velocidad máxima será una u otra. La aumentar de manera proporcional a la ecuación de medición es: intensidad del ejercicio. Esto se debe a que el corazón trabaja más para ������������������ suministrar oxígeno y nutrientes a los ������ = √( ������������ ) músculos que se están ejercitando. El aumento en la frecuencia cardíaca es Velocidad de aceleración: Capacidad una respuesta normal y necesaria del de conseguir la velocidad máxima en cuerpo para mantener el suministro el menor tiempo posible, es decir, adecuado de oxígeno y nutrientes a cuanto tiempo pasa desde que los músculos activos. empiezo a correr, hasta que llego a mi máxima velocidad. También, según - FUERZA EN EL RITMO CARDIACO: Hegedüs, (1988) puede denominarse En el ritmo cardiaco la fuerza interviene en el como fuerza de sprint aumento de esta con la que se contrae el corazón como la frecuencia cardiaca. La fuerza ������������ y el ritmo cardíaco están relacionados porque ������ = ������������ − ������ la fuerza con la que el corazón late está directamente relacionada con su capacidad Velocidad de deceleración: Capacidad para bombear sangre y suministrar oxígeno y de detenerse o aminorar la velocidad nutrientes al cuerpo. en el menor tiempo posible. Velocidad resistencia: Tiempo que el El aumento de la fuerza de contracción se individuo es capaz de mantener la traduce en un aumento de la cantidad de máxima velocidad o un alto nivel de sangre que se bombea con cada latido (de unos velocidad. 75 ml en reposo a más de 150 ml en esfuerzos intensos). Esto, unido al aumento de la ������ = ������������������������������������ frecuencia cardiaca, sirve para aumentar el volumen de sangre que circula por el → Velocidad gestual: Es la capacidad de organismo en un minuto, que puede pasar de realizar un movimiento con una parte unos 5 litros en reposo hasta los 30 litros en del cuerpo en el menor tiempo esfuerzos máximos. Quiero hacer un inciso posible. la velocidad que se define para aclarar que la frecuencia cardiaca de como la capacidad de realizar un reposo y la frecuencia cardiaca máxima movimiento con el cuerpo en el menor pueden variar mucho de una persona a otra sin tiempo posible. “Es la velocidad que se que ello signifique que algo va mal. Este aumento en la actividad muscular del corazón se acompaña de un aumento en la necesidad

COLEGIO CHUNIZA IED TRABAJO DE ROBÓTICA FÍSICA de oxígeno del propio músculo cardiaco y, por electrocardiografía (ECG) y la lo tanto, del flujo de sangre a través de las ecocardiografía. Estas pruebas pueden arterias coronarias. En personas con ayudar a evaluar la salud del corazón y obstrucciones coronarias este aumento del detectar posibles problemas. flujo no es posible y se produce una falta de riego a partir de determinadas intensidades Indagando sobre la fuerza y el ritmo cardiaco que puede derivar en angina de pecho, fatiga o encontré que no hay una ecuación que arritmias malignas. Por eso, cuando hacemos relaciones estos conceptos ya que ambos son una prueba de esfuerzo vemos como se factores independientes y complejos que están aceleran la frecuencia cardiaca y la respiración influenciados por una variedad de factores, y como aumenta la presión arterial sistólica (el como la edad, la salud, el nivel de actividad alta), sin un aumento de la presión arterial física y la genética. Sin embargo, existen diastólica (la baja), a medida que aumentan la algunas fórmulas matemáticas que se utilizan intensidad del trabajo y la sensación de en la medicina para evaluar la función cardíaca esfuerzo. El efecto será mayor cuantos más y la capacidad del corazón para bombear músculos se empleen para hacer un ejercicio. sangre de manera efectiva, como: Los ejercicios de fuerza son algo diferentes. En este caso las arterias que llevan la sangre a los → Fórmula de la fracción de eyección músculos que desarrollan el trabajo, en vez de (FE): La FE es un indicador de la dilatarse, se ven comprimidas por el propio capacidad del corazón para bombear musculo durante la contracción muscular. El sangre de manera efectiva. Se calcula fuerte latido del corazón contra las arterias dividiendo el volumen de sangre comprimidas hace que aumenten mucho tanto expulsado por el ventrículo izquierdo la PA sistólica como la diastólica a partir de (durante la sístole) entre el volumen determinadas intensidades de trabajo. La total del ventrículo izquierdo (durante frecuencia cardiaca aumenta, pero de forma la diástole). La fórmula es: FE = muy variable y dependiendo de cómo hagamos (volumen sistólico / volumen el ejercicio (velocidad de ejecución del gesto, diastólico) x 100%. ritmo, masa muscular implicada, etc.). Tampoco el retorno venoso aumenta de la → Fórmula del índice cardíaco (IC): El IC misma manera que en los ejercicios es una medida del gasto cardíaco, es predominantemente dinámicos. Es importante decir, la cantidad de sangre que el recordar que la fuerza y el ritmo cardíaco son corazón bombea por minuto. Se solo dos de los muchos factores que influyen calcula dividiendo el gasto cardíaco en la salud del corazón. entre la superficie corporal. La fórmula es: IC = gasto cardíaco / Algunos conceptos que podemos sacar de la superficie corporal. fuerza con relación al ritmo cardiaco son: → Fórmula de la presión arterial media → Fuerza y ritmo cardiaco durante el (PAM): La PAM es una medida de la ejercicio: Durante el ejercicio, la presión sanguínea promedio en las demanda de oxígeno y nutrientes del arterias durante un ciclo cardíaco. Se cuerpo aumenta, lo que requiere que el calcula sumando dos tercios de la corazón bombee más sangre. presión sistólica y un tercio de la presión diastólica. La fórmula es: PAM → Fuerza y ritmo cardíaco en la = presión diastólica + 1/3 (presión enfermedad: En algunas enfermedades, sistólica - presión diastólica). como la insuficiencia cardíaca, el corazón puede perder parte de su - RESISTENCIA EN EL RITMO capacidad para bombear sangre de CARDIACO: manera efectiva, lo que puede reducir tanto la fuerza como el ritmo cardíaco. Los ejercicios cardiovasculares son un tipo de actividad física muy saludable y completa, pues → Monitoreo de la fuerza y el ritmo trabajamos todo el cuerpo y con ello hacemos cardíaco: La fuerza y el ritmo cardíaco que intervenga no solo nuestro sistema pueden ser monitoreados por un médico cardiovascular, sino también el respiratorio, mediante pruebas como la muscular, e indirectamente pero también muy

COLEGIO CHUNIZA IED TRABAJO DE ROBÓTICA FÍSICA importante, el digestivo, pues sin el aporte de Existen varias clases de resistencia alimentos que nos den energía no podríamos cardiovascular: según cuanto involucremos en llevarlo a cabo correctamente. el ejercicio a nuestra musculatura esquelética (músculos voluntarios, unidos a zonas del Podemos definir la resistencia esqueleto mediante tendones, y cuyas contracciones permiten los movimientos de los cardiovascular como la capacidad de realizar distintos huesos), es decir, un criterio en función de las partes del cuerpo involucradas; un trabajo de forma eficiente durante el y en función de la duración de la actividad física. máximo tiempo posible. Esta capacidad no solo En ambos criterios de clasificación va a se refiere a los trabajos tipo aeróbicos, es intervenir el tipo de vía de metabolismo que usamos para obtener la energía requerida por decir, aquellos de intensidad corta o media y los músculos. Por eso, vamos a definir antes dos conceptos: de duración larga como puede ser andar o → Ac t ividades aeróbicas, las que utilizan correr. Al contrario, esta resistencia va el tipo de vía aeróbica. Son aquellas actividades de intensidad baja a intervenir en todos los aspectos, y va a estar moderada y que duran bastante tiempo. Para su realización, el músculo vinculado también a la fuerza, donde la necesita tener oxígeno. intensidad aumenta y la duración del trabajo → Actividades anaeróbicas, las que utilizan el tipo de vía anaeróbica. Son se acorta. aquellas actividades de intensidad muy elevada o explosivas, y de Hay que pensar, que en todo tipo de actividad duración corta. En este caso el física hacemos trabajar al corazón y a nuestro músculo no necesita oxígeno, y ha de sistema vascular e incluso en nuestras labores obtener la energía por otro tipo de cotidianas o profesionales no relacionadas con mecanismo, pero que dura muy poco el ejercicio físico o deporte. Por lo tanto, tiempo porque se agota rápidamente. usamos nuestra resistencia cardiovascular durante todo el día Clasificación de la resistencia cardiovascular en función de la musculatura involucrada: → ¿En qué nos beneficia trabajar nuestra resistencia cardiovascular? → Resistencia General: Involucra más del 40% del total de la musculatura El corazón es un músculo estriado, de esquelética. Este tipo de resistencia la funcionamiento involuntario. Con los utilizamos en los ejercicios generales o trabajos de resistencia cardiovascular globales, que implican más de una vamos a conseguir la hipertrofia de articulación y varios grupos nuestro corazón, vamos a hacer crecer su musculares. Su objetivo es el tamaño, sus paredes van a ser más anchas, entrenamiento funcional y la mejora sus cubículos más grandes, con lo que en la coordinación, el equilibrio y harán circular más sangre a través de resistencia muscular. Al implicar una nuestro sistema vascular. gran parte de nuestra masa muscular, son los más utilizados para la pérdida Aumentará el volumen sistórico, es decir, de peso. En cuanto a la vía de la cantidad de sangre que cabe en nuestro metabolismo energético utilizada, corazón antes de ser expulsada, y lo va a puede implicar tanto el uso de la vía hacer con más fuerza. A mayor flujo aeróbica como la anaeróbica, es decir, sanguíneo, aumenta la cantidad de sangre con y sin el aporte de oxígeno. gracias al plasma (agua, glóbulos rojos, blancos), y aumenta el oxígeno que es → Resistencia Local: Involucra menos transportado a nuestros músculos. del 40% del total de la musculatura Nuestro sistema vascular en definitiva es más sano. Si existieran calcificaciones de pequeñas sustancias o algún trombo, va a ayudar a su erosión.

COLEGIO CHUNIZA IED TRABAJO DE ROBÓTICA FÍSICA esquelética. Se utilizará en ejercicios Figura 1: Tabla de Grosser y Zimmermann analíticos, que son aquellos que se centran en el trabajo específico de un Un dato muy importante a tener en cuenta músculo. Aquí se requiere menor respecto a la capacidad de resistencia es que, coordinación de ejecución, y el a parte de la capacidad de nuestro corazón, objetivo a lograr es aumentar la dependerá también de la capacidad de potencia muscular a través del trabajo intercambio gaseoso-pulmonar que tenga de fuerza. También puede implicarse nuestro aparato respiratorio, pues de ello aquí los dos tipos de vías de depende tener más o menos ahorro energético metabolismo. en nuestro entrenamiento físico. Para un tipo de trabajo que requiera un → Mixta: En este caso la vía aeróbica y esfuerzo continuado en el tiempo, hemos de anaeróbica se combinan para generar disponer de una buena condición física, de un la energía necesaria en la mayoría de óptimo proceso de captación y transformación manifestaciones de la actividad física. de energía (aparato respiratorio y digestivo) y de una buena distribución a través de nuestro Clasificación de la resistencia cardiovascular en sistema cardiovascular. función de la duración de la actividad: Y por supuesto, dependerá también de la → Corta: Actividades cuya carga de proporción de las fibras musculares que resistencia máximas circulan entre los tengan nuestros músculos, para estar 45 segundos y los 2 minutos. preparado para realización de un tipo de trabajo u otro. → Media: En estas actividades la producción energética aeróbica va Para los que se inician (normalmente personas creciendo a medida que se aumenta la de baja condición física) o retoman este tipo de duración del trabajo físico. Hablamos actividades cardiovasculares, lo aconsejable es de entre 2 y 8 minutos de duración. siempre empezar con intensidades bajas, y si el entrenamiento es constante y progresivo, → Larga: Su duración va más allá de los estos ejercicios serán tomados por nuestro 8 minutos, llegando a los 60 minutos o organismo como un estímulo agresivo que más. provocará que poco a poco se vaya adaptando y no llegue al colapso ante la presencia de un Relación Intensidad-Duración: nuevo estímulo de características similares. Por este motivo mejora nuestra condición Está claro que cuanto mayor sea el nivel de física y aumenta nuestro nivel de rendimiento. intensidad que ponemos en nuestro ejercicio, menor será el tiempo de duración que En todo caso siempre se ha de tener en cuenta podremos trabajar. Actividades de corta cuando se inician este tipo de actividades, que duración, según la clasificación anterior, las es conveniente haber consultado con un podremos realizar a mucha más intensidad que médico si se padece o se sospecha la dolencia las que son de duración larga. de algún tipo de enfermedad tipo cardiovascular, hipertensión alta, diabetes, Y en esa relación influye la frecuencia cardiaca, etc. que va a aumentar a medida que aumentan las necesidades musculares de mayor aporte de Si se tiene posibilidad, es conveniente realizar oxígeno. La relación entre el nivel de fuerza una prueba de esfuerzo en algún centro de aplicado, la intensidad del ejercicio y la medicina deportiva. Este examen nos dirá cuál frecuencia cardíaca, la podemos ver en la es nuestra frecuencia cardíaca máxima, denominada Tabla de Grosser y Zimmermann. el consumo máximo de oxígeno (VO2max) y donde se encuentra nuestro umbral aeróbico si queremos entrenar resistencia, y el umbral anaeróbico cuando empezamos a acumular

COLEGIO CHUNIZA IED TRABAJO DE ROBÓTICA FÍSICA fatiga. Ante todo, lo más importante es Sin embargo, existen formas indirectas para nuestra salud. conocer dicho umbral, aunque son imprecisas y dependen del entrenamiento de cada uno. Y - ANAERÓBICO EN RITMO CARDIACO: en ambas necesitaremos echar mano de nuestras pulsaciones conociendo nuestras capacidad que tiene un corredor para aguantar zonas de frecuencia cardíaca. un esfuerzo durante un tiempo prolongado y a una alta intensidad. Dicho parámetro, el Un primer método sería observar a qué nivel umbral anaeróbico, medirá el nivel de ejercicio de pulsaciones nuestra frecuencia respiratoria físico por encima del cual el lactato o ácido empieza a elevarse de forma significativa, un láctico empieza a acumularse en sangre. signo indirecto de que nuestro sistema intenta expulsar dióxido de carbono (CO2) a marchas Cuando el cuerpo de un individuo llega a este forzadas, el cual se produce en exceso cuando límite o umbral, se depende completamente se forma ácido láctico o lactato. de glucógeno para producir energía. Se entra en un proceso de anaerobiosis (sin oxígeno), ya Otro método que utilizaríamos seria calcular que el cuerpo humano precisa energía rápida, nuestra frecuencia cardíaca máxima. Ya os y la vía metabólica más rápida es el consumo explicamos al hablar de la Fórmula de de hidratos de carbono sin oxidar. Karvonen que existen varias formas caseras de calcular la FCMax. (FCmax = 220 – edad) y Al trabajar dentro de estas frecuencias aplicarle el 90%. En dicho porcentaje es donde cardiacas (80-90%) la cantidad de grasa se suele situar el umbral anaeróbico de la utilizada como fuente principal de energía es mayoría de los individuos. bastante menor que en la anterior zona y da paso a la utilización del glucógeno almacenado Yo por ejemplo tengo 27 años, por lo que mi en los músculos como principal carburante. FCmax será 193 latidos por minuto (lpm), Uno de los productos resultantes de esta siendo mi (supuesto) umbral anaeróbico 174 quema, de glucógeno, es el ácido láctico. Existe lpm. Como en la figura 2 un momento durante la actividad en el que el cuerpo se ve incapacitado para eliminar con Figura 2: Tabla de umbral anaeróbico de una eficacia el ácido láctico acumulado en los persona de 27 años músculos. - POTENCIA EN EL RITMO CARDIACO: Esto ocurre llegado un número de pulsaciones cardiacas específicas para cada individuo y Es muy normal que cuando se entrena con viene acompañado por un rápido aumento en potencia, haya momentos en el que, si las los latidos del corazón y un descenso del ritmo pulsaciones no siguen un comportamiento de carrera o del ejercicio que estemos racional con respecto a la potencia que realizando. Este es tu umbral anaeróbico. Con estamos llevando. Las pulsaciones no dejan de el entrenamiento adecuado es posible retrasar ser una referencia de gran valor porque nos la llegada de este punto de inflexión y así van a dar una información muy valiosa ejercitar a más intensidad durante más tiempo. respecto al entrenamiento programado con potencia. Por ello, cuanto más elevado sea nuestro umbral anaeróbico, mucho mejor, pues nuestro organismo será capaz de realizar ejercicio a una elevada intensidad sin llegar demasiado rápido a la fatiga. Sin embargo, una vez lleguemos a la zona del umbral anaeróbico, el ácido láctico empezará a acumularse, y esto conllevará acidificación muscular; en otras palabras, se empezará a notar la fatiga y una disminución del rendimiento.

COLEGIO CHUNIZA IED TRABAJO DE ROBÓTICA FÍSICA Se podría decir que, si el entrenamiento Por contra, la frecuencia cardíaca y el ritmo en programado en base a la potencia está bien carrera no siempre pueden darte esa precisión planificado, será la frecuencia cardiaca quien inmediata al estar sujetos a variaciones del nos dará el aprobado. terreno u otras variables. Lo razonable debe ser que las zonas de Además, la potencia nos da diferentes valores frecuencia cardiaca y de potencia se muy útiles, cómo el pico de potencia máxima correspondan. generada, la potencia media y normalizada, la Es por lo que, aunque la potencia sea la potencia instantánea (por unidad de tiempo) o referencia principal, nunca debemos perder de el % de potencia, entre otros. vista la frecuencia cardiaca. Principales causas que pueden motivar este desacople o deriva Algunos conceptos que podemos encontrar cardiaca positiva: sobre la potencia serian: → Mal cálculo de la referencia para → La potencia nos permite realizar extraer las zonas de entrenamiento comparaciones entre e intra-sujetos usando la relación vatios/kg. → Inadecuada progresión → Deficiente adaptación cardiovascular → La potencia producida es una gran herramienta para medir series o Para poder medir la potencia encontramos intervalos de alta intensidad y corta algunas opciones tales como el producto de duración. fuerza por la velocidad la cual nos permitirá calcular dicha relación generada en cada → La FC actúa con cierta deriva, por lo pedalada o zancada. El uso de la potencia se que los aumentos deben ser más introdujo en ciclismo a principios de la década progresivos. del 2000 por Andrew Coggan & Allen Hunter. Fue una gran revolución ya que la principal → La FC refleja otras respuestas de ventaja que ofrece la potencia es que nos nuestro organismo que debemos permite comparar tanto intra como inter considerar. sujetos en una única escala, usando los vatios/kg de peso corporal. → Considera la FC como una herramienta muy útil para medir y → El primero en calcular la FCM fue comparar diferentes intensidades Robson en 1938, que estableció la entre distintos deportes/ritmos. fórmula FCM = 212 – (0,775 * edad). El siguiente gráfico que es la figura 3 muestra → La fórmula más utilizada, al menos a un entrenamiento donde por un lado podemos nivel usuario, suele ser la de FCM = ver la potencia (línea amarilla) y por otro lado, 220 - edad. Bastante simple, como el ritmo cardíaco (línea roja). Como se puede podéis ver, por lo que faltan variables comprobar, al aplicar un estímulo, el ritmo que nos lleven a un resultado más cardíaco reacciona al mismo, pero se puede acertado. observar que lo hace con un cierto desfase, ya que el corazón tarda en adaptarse a la nueva → En 2001, Tanaka propuso una nueva situación. A través de los medidores de fórmula para calcular la FCM en potencia, podemos aplicar las cargas de adultos: FCM = 208,75 – (0,73 * edad). trabajo óptimas desde el primer momento., algo que no conseguiríamos si utilizáramos La posibilidad de medir por unidad de tiempo sólo el ritmo cardíaco. la fuerza/velocidad generada, nos ayuda a mantener una potencia media constante, sin grandes cambios. Este es un factor altamente beneficioso para disciplinas donde premia un ritmo constante sostenido en el tiempo, como puede ser un maratón de asfalto o una contrarreloj ciclista. En estos casos, a mayor constancia y menores variaciones, a priori, más eficiente será la economía de carrera/pedaleo.

COLEGIO CHUNIZA IED TRABAJO DE ROBÓTICA FÍSICA Figura 3: Grafica de potencia y ritmo cardiaco probablemente se deben al hecho de que el calor aumenta la permeabilidad de la - CALOR EN EL RITMO CARDIACO: membrana del músculo cardíaco a los iones que controlan la frecuencia cardíaca, El cuerpo humano está diseñado para acelerando el proceso de autoexcitación. La funcionar a un calor constante. Al aumentar la fuerza contráctil del corazón con frecuencia se temperatura la piel absorbe calor. Los incrementa transitoriamente cuando hay un mecanismos de regulación de la temperatura, aumento moderado de la temperatura, como con base de operaciones en el hipotálamo, se ocurre durante el ejercicio corporal, aunque ocupan de que aumente el flujo sanguíneo una elevación prolongada de la temperatura hacia la piel para enfriarla. agota los sistemas metabólicos del corazón y finalmente produce debilidad. Si estamos corriendo y aumenta la temperatura, el corazón necesitará latir más Por tanto, la función óptima del corazón rápido para compensar el extra de oxígeno que depende mucho del control adecuado de la tiene que desplazar hacia la periferia. temperatura corporal. En términos generales, a una temperatura El golpe de calor es un estado de entre 16 y 24 grados, se puede producir un deshidratación e insolación que se produce a incremento del ritmo cardíaco entre 2 y 4 consecuencia de temperaturas muy elevadas, pulsaciones. cuando las personas pierden una gran cantidad de agua y electrolitos, lo que conlleva el Para una temperatura entre 25 y 32 grados, disparo de la presión arterial ese incremento puede ser de hasta 10 pulsaciones por minuto. La temperatura del aire aumenta también nuestra temperatura corporal. “Cuando esto en condiciones de calor extremo, el corazón pasa, nuestro cuerpo envía más sangre a tiende a trabajar más: “esto pasa porque tiene circular a través de la piel, dejando menos a los que bombear más que lo habitual para enviar músculos y aumentando como consecuencia el mayor cantidad de sangre a la piel. Así, las ritmo cardíaco”, explica el especialista. glándulas sudoríparas hacen que aumente la transpiración y se logra reducir la temperatura En condiciones normales, los vasos sanguíneos corporal”. y el nivel de transpiración enfrían el cuerpo de forma natural, pero pueden no hacerlo El aumento de la temperatura corporal, como correctamente cuando estamos expuestos a ocurre durante la fiebre (Causas de origen altas temperaturas. desconocido de la fiebre), produce un gran aumento de la frecuencia cardíaca, a veces “Es cuando fallan estos sistemas de hasta del doble del valor normal (ver enfriamiento natural cuando se desarrolla una infografía). El descenso de la temperatura enfermedad asociada al calor” produce una gran disminución de la frecuencia cardíaca, que puede disminuir hasta solo El estrés por calor ambiental y el ejercicio físico algunos latidos por minuto cuando una interactúan sinérgicamente al incrementar el persona está cerca de la muerte por estrés en los sistemas fisiológicos (Sawka et al., hipotermia en el intervalo de temperatura 2011). De esta forma, realizar ejercicio físico en corporal de 16 °C a 21 °C. Estos efectos condiciones calurosas induce un incremento en la temperatura corporal, estrés cardiovascular y alteración en el metabolismo que puede causar malestar térmico, alteración del rendimiento aeróbico e incremento en el riesgo de complicaciones por calor serias (Nybo et al., 2014; Sawka et al., 2011). La aclimatación al calor ofrece ajustes biológicos que reducen estos efectos negativos del estrés por calor (Horowitz, 2014; Sawka et al., 1996, 2011; Taylor, 2014). La aclimatización, o aclimatación al calor, se desarrolla a través de

COLEGIO CHUNIZA IED TRABAJO DE ROBÓTICA FÍSICA exposiciones repetidas al calor natural en el patrón del ritmo cardiaco crean los (aclimatización) o artificial (aclimatación) cambios correspondientes en la estructura del respectivamente, que sean suficientemente campo electromagnético irradiado por el estresantes para elevar tanto la temperatura corazón, que puede ser medido mediante una central como la de la piel, produciendo una técnica llamada análisis espectral. El siempre sudoración profusa (Périard et al., 2015; Sawka presente campo rítmico del corazón tiene una influencia poderosa en los procesos del cuerpo et al., 2003). por lo que el ritmo cardiaco exhibe una ola con Figura 4: Calor en el ritmo cardiaco patrones de forma sinusoide - OSCILACIONES DEL RITMO CARDIACO: El corazón contiene miocitos especializados Este movimiento se ha denominado «corazón que forman el sistema de conducción eléctrica. oscilante». Debido a este excesivo bamboleo, Los impulsos generados producen la el corazón no recupera su posición original contracción del miocardio y son los que se antes de la siguiente despolarización eléctrica, registran en los monitores cardíacos y el por lo que el eje del complejo QRS varía, electrocardiograma como lo muestra la figura apareciendo la alternancia eléctrica en el 5. El primer paso para la interpretación de este electrocardiograma. importante estudio es conocer la información que nos da el complejo PQRST: Actualmente se habla de la inteligencia del corazón, cuando en una época prevaleció el → La onda P representa la propagación concepto de la inteligencia asociada al cerebro. del impulso desde el nodo sinoauricular (SA) y a través de las aurículas. → El intervalo PR representa el tiempo necesario para que el impulso se propague sobre la aurícula y a través del nodo auriculoventricular (AV), donde el impulso se detiene por un periodo corto de tiempo. → El complejo QRS representa la propagación del impulso a través de los ventrículos estimulado eléctricamente (despolarización´ ventricular). La onda T indica repolarización ventricular, la cantidad de tiempo que transcurre desde el final de una contracción de los ventrículos hasta el comienzo del período de reposo. Si un impulso viaja a través del sistema de conducción, y es iniciado desde el nodo SA, en la forma descrita anteriormente, el ritmo se describe como un ritmo sinusal Mediante investigaciones (Matemáticas del corazón), muestran que la información perteneciente al estado emocional de una persona también es comunicada vía campo electromagnético del corazón. Los patrones rítmicos de los latidos del corazón cambian significantemente mientras experimenta diferentes emociones. A su vez, estos cambios

COLEGIO CHUNIZA IED TRABAJO DE ROBÓTICA FÍSICA Figura 5: Electrocardiograma incremento exponencial de la resistencia al flujo aéreo. - ANATOMOFISIOLÓGICAS ENTRE EL NIÑO Y EL ADULTO: ▪ El desplazamiento posterior de la lengua obstruye con → Respiratorias: Si bien las causas de facilidad la vía aérea, siendo fracaso respiratorio pueden ser difícil su control con la pala similares a las del adulto, existen del laringoscopio. varios factores que hacen más probable el fracaso respiratorio en la ▪ El ángulo de intubación es infancia: más agudo, por lo que la laringoscopia con pala recta o Consumo de oxígeno: La alta tasa suele ser más útil en los niños metabólica del niño genera unas pequeños, debiendo evitarse elevadas demandas de oxígeno, además la deflexión excesiva especialmente durante el primer del cuello. mes de vida (6-8 ml/kg/minuto frente a los 3-4 ml/kg/m del ▪ El tubo endotraqueal adulto). Esto trae como introducido a ciegas, o con consecuencia que la apnea o una escasa visibilidad, con inadecuada ventilación alveolar frecuencia choca con la desarrolle rápidamente una comisura anterior de las hipoxemia severa, con una alta cuerdas vocales. deuda de O2. ▪ El tubo endotraqueal debe o Vía aérea: El menor calibre de las seleccionarse por el tamaño vías aéreas superiores e del anillo traqueal y no por el inferiores, el proporcionalmente de las cuerdas vocales. Una mayor tamaño de la lengua, la vez introducido debe disposición más craneal y anterior comprobarse la existencia de de la laringe, con un epiglotis más cierta fuga a presiones de 20- corta, estrecha y angulada hacia 30 cmH2O para evitar un tubo delante, la más baja inserción de demasiado ajustado que las cuerdas vocales en su porción puede producir anterior y la estenosis infraglótica complicaciones fisiológica, con una traqueá más postextubación. corta, son las principales diferencias de la vía aérea ▪ El menor desplazamiento del superior, que tienen una tubo endotraqueal (incluso el importante serie de simple movimiento del cuello consecuencias clínicas: en pacientes intubados por boca), provocará la ▪ Pequeñas cantidades de intubación selectiva de un edema pueden producir una bronquio o una extubación reducción dramática del radio accidental. de la vía aérea, con igualmente, las vías aéreas inferiores tienen menor calibre en el niño, además de una mayor distensibilidad y un menor desarrollo del cartílago de soporte. Esto condiciona su fácil obstrucción y su marcada tendencia al colapso dinámico durante los cambios de presión del ciclo respiratorio. → Pared torácica: En el niño pequeño la mayor porción cartilaginosa del tórax

COLEGIO CHUNIZA IED TRABAJO DE ROBÓTICA FÍSICA condiciona una mayor distensibilidad distensibilidad torácica aumentada de la caja costal, que no es capaz de hace ineficaz la ventilación alveolar en ofrecer un soporte adecuado para el situaciones de distrés respiratorio. parénquima pulmonar. Como consecuencia de esta El volumen de cierre pulmonar supone mayor compliance torácica, cuando el un mayor porcentaje de la capacidad esfuerzo respiratorio disminuye o pulmonar total en el niño, haciendo desaparece, se produce una drástica que parte de las vías aéreas reducción de la capacidad residual permanezcan cerradas durante el funcional. Por otro lado, si existe una ciclo respiratorio normal. Esta mayor obstrucción al flujo aéreo, el aumento tendencia a la atelectasia se ve del trabajo respiratorio se acompaña agravado por la ausencia de poros de de movimiento paradójico del tórax, Khon y canales de Lambert. con depresión esternal e intercostal, lo que impide una expansión pulmonar → Frecuencia respiratoria: Como adecuada. La alta distensibilidad del tórax infantil consecuencia de todo lo implica que éste debe expanderse con facilidad cuando se administra presión anteriormente expuesto, no debe positiva; por tanto, si el tórax del niño no se moviliza adecuadamente con la olvidarse que en condiciones ventilación a presión positiva, debe sospecharse que ésta no es adecuada. normales la frecuencia respiratoria del Hay que tener en cuenta que el murmullo respiratorio se transmite niño es superior a la del adulto, por lo claramente a través de la fina pared torácica del niño, por lo que los que en la evaluación respiratoria debe sonidos respiratorios pueden parecer normales en presencia de considerarse siempre la edad del neumotórax, hemo o quilotórax, distinguiéndose, si acaso, por paciente. El niño con distrés diferencias en el tono más que en la intensidad de los mismos. respiratorio, dolor o fiebre, debe estar taquipnéico; un ritmo respiratorio \"normal\" en estos pacientes debe hacer sospechar un rápido deterioro del paciente. → Control de la ventilación: La inmadurez del centro respiratorio condiciona que múltiples procesos se acompañen de apnea. Algunas causas → Musculatura respiratoria: Los de depresión del centro respiratorio músculos intercostales son incapaces son la hipoxemia, la hipotermia, la de expander el tórax durante la hipoglucemia, además de las inspiración. Como consecuencia el intoxicaciones por drogas o los volumen corriente es dependiente de traumatismos craneoencefálicos. la actividad diafragmática. Cuando la Además, algunos procesos infecciosos motilidad del diafragma se ve extracraneales, como la tosferina o la dificultada por un incremento en la bronquiolitis, pueden asociarse con presión intratorácica o apnea como manifestación intraabdominal (como sucede con el respiratoria más destacable. incremento de la deglución de aire - LUGARES DE DONDE TOMAR EL RITMO CARDIACO: que acompaña al distrés), el volumen corriente y el recambio gaseoso se ven comprometidos. El pulso es la frecuencia cardíaca, o sea la cantidad de veces que el corazón late en un → Parénquima pulmonar: La minuto. El pulso se puede tomar en la arteria radial en la muñeca o la arteria carótida en el distensibilidad pulmonar está muy cuello disminuida en el neonato, aumentando durante la infancia. La combinación de una distensibilidad pulmonar disminuida y una

COLEGIO CHUNIZA IED TRABAJO DE ROBÓTICA FÍSICA La frecuencia cardíaca varía de una persona a diagnosticado placas en las otra. Conocer tu frecuencia cardíaca te puede arterias del cuello (carótidas). ayudar a evaluar la salud del corazón. o Pon la punta del dedo índice y el → Instrucciones para tomar el ritmo dedo mayor en el surco del cuello cardiaco: Para medir el pulso de a lo largo de la tráquea para sentir manera precisa: el pulso en la arteria carótida. No presiones sobre la arteria carótida o Tómate el pulso todos los días a la en ambos lados del cuello al misma hora. mismo tiempo. Esto puede hacer que sientas aturdimiento o o Siéntate y descansa por unos mareos, o que posiblemente te minutos antes de tomarte el desmayes. pulso. o Aplica solo la presión necesaria o Cuenta el pulso durante para que puedas sentir los latidos. 60 segundos, a menos que el No oprimas demasiado fuerte o proveedor de atención médica te vas a obstruir el flujo sanguíneo. indique algo diferente. o Mira el minutero en un reloj → ¿Cómo tomar el pulso radial? mientras cuentas las veces que sientes el pulso. o Con la palma de la mano hacia arriba, mira el área entre el hueso o Registra la frecuencia del pulso. de la muñeca y el tendón del lado de la muñeca donde está el pulgar. - ¿COMO MEDIR LAS PULSACIONES Se puede tomar el pulso radial en POR MINUTO? cualquiera de las muñecas. El pulso se puede tomar en cualquier arteria o Usa la punta del dedo índice y superficial que pueda comprimirse contra un mayor de la otra mano para sentir hueso. el pulso en la arteria radial entre el hueso de la muñeca y el tendón El pulso generalmente se expresa en latidos del lado de la muñeca donde está por minuto. Por ejemplo, unas pulsaciones de el pulgar. 70 latidos por minuto significan que el corazón late 70 veces en un minuto o Aplica solo la presión necesaria para que puedas sentir los latidos. Sobre los niveles correctos de pulso, se o oprimas demasiado fuerte o vas considera que el pulso está dentro de la a obstruir el flujo sanguíneo. normalidad cuando las pulsaciones están entre 60 y 100 latidos por minuto, aunque advierte o Mira el minutero en un reloj de que hay personas que tienen menos o más mientras cuentas las veces que latidos por minuto, lo que no significa que sientes el pulso. estén enfermas; todo depende de la persona y de la situación de esta. Usa la punta del dedo índice y el tercer dedo para sentirte el pulso en la arteria radial entre → Loa sitios más destacados para tomar el hueso de la muñeca y el tendón del lado del el pulso por minuto son el cuello y la pulgar de la muñeca. muñeca de la mano → ¿Cómo tomarte el pulso en la → Coloque las puntas de los dedos índice carótida? y medio en la parte interna de la muñeca por debajo de la base del o Identifica la zona a un lado del pulgar. cuello, cerca de la tráquea. Se puede tomar el pulso de la → Presione ligeramente. Usted sentirá la carótida en ambos lados del sangre pulsando por debajo de los cuello. Evita hacerlo si te han dedos.

COLEGIO CHUNIZA IED TRABAJO DE ROBÓTICA FÍSICA → Use un reloj de pared o un reloj de error al contar las pulsaciones serias pulsera en la otra mano y cuente los 10 de error al final de la latidos que siente durante un minuto. multiplicación. O durante 15 segundos y multiplique por cuatro. Esto también se denomina El pulso se puede medir en zonas por las cuales frecuencia del pulso. la arteria pasa cerca de la piel. Estas incluyen: Se toma el pulso para: Ver lo bien que está → La parte posterior de las rodillas funcionando el corazón. En una situación de emergencia, su frecuencia cardíaca puede → La ingle ayudar a determinar si el corazón está bombeando suficiente sangre. → El cuello → Identifica la zona a un lado del cuello, → La sien cerca de la tráquea. Se puede tomar el pulso de la carótida en ambos lados → La parte alta o la cara interna del pie del cuello. Evita hacerlo si te han diagnosticado placas en las arterias → La muñeca del cuello (carótidas). - ¿COMO CALCULAR LA ZONA DE → Pon la punta del dedo índice y el dedo ACTIVIDAD? mayor en el surco del cuello a lo largo de la tráquea para sentir el pulso en la La fórmula de Karvonen es una fórmula arteria carótida. No presiones sobre la matemática que te ayudará a determinar tu arteria carótida en ambos lados del zona de entrenamiento de ritmo cardíaco cuello al mismo tiempo. Esto puede objetivo para poder programar tus hacer que sientas aturdimiento o entrenamientos en base a «zonas». mareos, o que posiblemente te desmayes. La fórmula de Karvonen utiliza la frecuencia cardíaca máxima y la frecuencia cardíaca en Aplica solo la presión necesaria para que reposo en combinación con la intensidad de puedas sentir los latidos. No oprimas entrenamiento deseada para obtener una demasiado fuerte o vas a obstruir el flujo frecuencia cardíaca objetivo. sanguíneo. → ¿Qué es la fórmula de Karvonen y qué Mira el minutero en un reloj mientras cuentas mide?: La fórmula de Karvonen, las veces que sientes el pulso. llamada así por el maratonista finlandés Martti J. Karvonen, es una Algunas opciones que podemos destacar son: buena regla general para determinar el pulso de entrenamiento individual → Si estás en reposo toma el pulso al correr. Te ayuda a delimitar mejor durante un minuto completo usando tus zonas de pulso y te protege del un cronómetro. sobreesfuerzo → Si quieres saber la FC durante el → Zonas de frecuencia cardíaca de ejercicio toma el pulso nada más parar Karvonen: La fórmula de Karvonen durante define las siguientes cinco zonas, utilizando dos números para definir → 15seg y multiplica tu resultado por 4 cada zona, el extremo inferior y el para saber los latidos por minuto. Esto extremo superior de la misma: es así porque si tomamos el pulso durante el minuto completo el o Zona1: 50% – 60% de intensidad corazón va recuperándose, disminuyendo los latidos y no serían o Zona2: 60% – 70% de intensidad los latidos reales del ejercicio que queremos medir. Si en lugar de 15seg o Zona3: 70% – 80% de intensidad x 4 lo hacemos en 6seg x 10 un solo o Zona4: 80% – 90% de intensidad

COLEGIO CHUNIZA IED TRABAJO DE ROBÓTICA FÍSICA o Zona5: 90% – 100% de intensidad Fr=-lv, donde l es una constante que depende del sistema físico particular. Todo cuerpo que Las tres primeras zonas son aeróbicas, las dos se mueve en el seno de un fluido viscoso en últimas son anaeróbicas. Tu umbral régimen laminar experimenta una fuerza de anaeróbico se sitúa en torno al 80% de rozamiento proporcional a la velocidad y de intensidad. sentido contrario a ésta. Después de aplicar estos números de Expresamos la ecuación del movimiento en intensidad a la fórmula de la frecuencia forma de ecuación diferencial, teniendo en cardíaca objetivo, tendrá sus zonas de cuenta que la aceleración es la derivada frecuencia cardíaca. segunda de la posición x, y la velocidad es la derivada primera de x. → De qué sirve el entrenamiento por zonas del método karvonen: Entrenar - TEMPERATURA EN EL RITMO en base a zonas cardíacas, CARDIACO: significa entrenar utilizando un monitor cardíaco de forma de saber en Con temperaturas, apenas iniciada la que zona estás mientras corres. Saber primavera, rozando los 30 grados, empieza a en que zona estás, significa ser «delicado» correr en Sevilla a las cuatro de correr dentro de un determinado la tarde, hora de mis entrenamientos porcentaje de tu frecuencia habituales entre semana. cardíaca máxima y así buscar determinadas adaptaciones dentro de Desde luego que no son aún los 45 grados que tu cuerpo Lamentablemente, pese a lo nos depara el verano, donde correr a esas que muchos creen, no existe una horas es una absoluta temeridad, pero definición exacta y precisa de las zonas considero que ya ha llegado el momento de de entrenamiento. Es decir, según el modificar el horario de mi rutina. entrenador y autor existen diferentes zonas de entrenamiento. Hay quienes Desde el punto de vista del trabajo cardíaco, trabajan con 5 zonas y otros que tema que nos ocupa estos días, conviene simplifican las cosas y organizan los conocer el modo en que el calor afecta a las entrenamientos en 3 zonas. pulsaciones dificultándonos su control. El problema es que también existen diferencias en los porcentajes que se El cuerpo humano está diseñado para contemplan dentro de cada zona. Así, funcionar a una temperatura constante. Al hay quienes consideran que la zona 1 aumentar la temperatura la piel absorbe sería aquella que te lleva a un 50/60% calor. Los mecanismos de regulación de la de tu fcmax; para otros la zona 1 es del temperatura, con base de operaciones en el 60/70% de tu fcmax. Digamos que hipotálamo, se ocupan de que aumente el las zonas más bajas suelen ser las flujo sanguíneo hacia la piel para enfriarla. menos intensas y las zonas más altas las más intensas (más cercanas a tu Si estamos corriendo y aumenta la frecuencia cardíaca máxima). temperatura, el corazón necesitará latir más Las zonas bajas favorecen mejoras en rápido para compensar el extra de oxígeno tu sistema aeróbico, mientras que las que tiene que desplazar hacia la periferia. más altas el sistema anaeróbico → ¿cuanto?: En términos generales, a → OSCILACIONES VISCOSAS: una temperatura entre 16 y 24 La experiencia nos muestra que la amplitud de grados, se puede producir un un cuerpo vibrante tal como un resorte o un incremento del ritmo cardíaco entre péndulo, decrece gradualmente hasta que se 2 y 4 pulsaciones. Para una detiene. temperatura entre 25 y 32 grados, ese incremento puede ser de hasta Para explicar el amortiguamiento, podemos 10 pulsaciones por minuto. suponer que además de la fuerza elástica F=- kx, actúa otra fuerza opuesta a la velocidad

COLEGIO CHUNIZA IED TRABAJO DE ROBÓTICA FÍSICA → PESO DE LA PERSONA EN EL RITM O Cuando se habla de saturación arterial de CARDIACO: oxígeno (SaO2) se hace referencia a que proporción (%) de la capacidad total de la Medir el ritmo cardíaco es una prioridad de hemoglobina está ocupada por oxígeno, a más salud, más si se tiene una condición médica que saturación de oxígeno la hemoglobina toma requiere supervisarlo cada cierto tiempo. A color rojo brillante. menudo, para un tratamiento eficaz, no solo se necesitan medicamentos, sino también equipo La oximetría (1,2,3) de pulso se basa en la médico como un oxímetro para poder seguir el diferencia en la absorción de ondas de luz por tratamiento adecuado. Algunos procedimientos hemoglobina oxigenada y desoxigenada. El que antes solo se realizaban en la clínica se oxímetro tiene un diodo que emite ondas de luz pueden realizar de forma independiente y sin roja hasta casi infrarroja, una foto iodo al otro salir de casa. Esto es sumamente práctico para extremo que detecta la luz trasmitida o reflejada aquellos pacientes que tienen problemas del a través del tejido, y un microprocesador que corazón y se les puede dificultar trasladarse. puede identificar y separar el componente pulsátil (arterial) del no pulsátil (venoso), y de Los oxímetros de pulso se utilizan ampliamente acuerdo a la absorción de las ondas de luz para la evaluación simultánea no invasiva de la calcular la saturación arterial de oxigeno (SaO2) saturación de oxígeno de la hemoglobina. Son de la hemoglobina pulsátil (arterial) usando el fiables, precisos, relativamente económicos, promedio de medidas repetidas en un periodo fáciles de conseguir y transportar. de tiempo. El resultado obtenido es el porcentaje de saturación de oxígeno de la hemoglobina en Los oxímetros de pulso a menudo se usan para sangre arterial (SaO2), por ser medido con estimar la frecuencia cardíaca en reposo y oxímetro de pulso se denomina SpO2, además mientras se realiza ejercicio. con el número de pulsaciones informa la frecuencia cardiaca por minuto. Cuando el corazón late, empuja la sangre por todo tu cuerpo. Este latido se puede sentir como 3. SIMULACIÓN: un “pulso” en la muñeca o cuello. Una forma de medirlo es contando el número de veces que late Para esta simulación utilizamos el simulador el corazón en un minuto. Por ejemplo, si tu llamado Fritzing el cual buscamos en la parte corazón se contrae 72 veces en un minuto, tu derecha donde están todos los elementos pulso sería de 72 latidos por minuto (BPM por nuestros componentes y los ponemos en el sus siglas en inglés). A esto también se le conoce tablero de trabajo el cuales son: como frecuencia cardíaca. microcontrolador Arduino uno, el sensor de ritmo cardiaco que se utilizara uno parecido al Un pulso normal late a un ritmo constante y que utilizaremos en el ensamble de proyecto y regular. Sin embargo, en algunas personas este por último utilizaremos un led, como se muestra ritmo es irregular. Lo cual significa que tiende a en la figura 6. ser desigual o a “brincar”. Figura 6: tablero de trabajo con los El oxígeno es indispensable para el adecuado componentes funcionamiento de todas las células y órganos del cuerpo humano, ingresa del aire ambiente a Una vez se tengan los elementos en la parte del los alvéolos donde entra en contacto con la centro en el tablero de trabajo procedemos a circulación y se realiza intercambio de gases. El conectar los tres terminales del sensor: el rojo, oxígeno pasa a la sangre donde una parte el negro y el morado. permanece como oxígeno disuelto (Presión arterial de O2, PaO2), pero la mayoría es captada por la hemoglobina que lo transporta a los tejidos. Un gramo de hemoglobina transporta 1,36 ml de oxigeno (hemoglobina 100% saturada (SaO2)). La cantidad de oxigeno que se trasporta a los tejidos (contenido arterial de oxígeno, CaO2) depende principalmente de la cantidad de hemoglobina y de su saturación con oxígeno (CaO2= (Hgb x 1,36 x SaO2) y en menor proporción del oxígeno disuelto + (PaO2 x 0.0031)).

COLEGIO CHUNIZA IED TRABAJO DE ROBÓTICA FÍSICA → La terminal negra del sensor la 4. PASOS DE ELABORACIÓN: conectaremos al punto donde dice GND en el Arduino. → 1 PASO: → La terminal roja del sensor la Para la realizar nuestro dispositivo medico de conectamos al punto donde dice 5V medición de signos vitales, le agregaremos un en el Arduino corazón, el cual nos identificara las palpitaciones de manera visual. Para ellos, → La terminal morada del sensor la recortaremos una silueta en forma de corazón conectamos al punto que dice A0 en el en un cartón. Arduino → 2 PASO: Como lo muestra la figura 7. Ubicamos un led de cualquier color en la parte central del corazón de cartón. Se debe tener cuidado con los dedos para evitar chuzones. → 3 PASO: Figura 7: conexión del sensor al Arduino Tomamos 2 cables macho-hembra. Las terminales hembras de los cables los Para terminar la simulación conectaremos el conectamos a las terminales del led. Recuerda led. Primero debemos saber que el led tiene identificar la terminal positiva y negativa del dos paticas una corta y una larga en el cual la led. Esto lo necesitamos mas adelante corta se llama cátodo y el mas largo se llama ánodo. → 4 PASO: → La patica mas corta del led, ósea el Tomamos el sensor de ritmo cardiaco e cátodo, lo conectaremos al GND del identificamos cada uno de los tres terminales. Arduino En cada terminal conectamos un cable macho- hembra → La patica mas larga, o sea el ánodo, lo conectaremos al pin 10 del Arduino. → 5 PASO: Este nos dará una señal visual del ritmo cardiaco Realizamos la conexión del sensor de ritmo cardiaco al Arduino, al igual que lo hicimos en Como lo muestra la figura 8. la simulación. Si consideras necesario, devuélvete a la parte de la simulación para observar el paso a paso para la conexión. → 6 PASO: Ya teniendo el Arduino y el sensor conectado, realizamos la conexión del led. La terminal negativa ira en GND del Arduino, la positiva en el pin 10 del Arduino. Asi como lo hicimos en la simulación. → 7 PASO: Figura 8: conexión del led al Arduino Finalmente realizamos la conexión del Arduino con el computador y procedemos a cargar el programa. Luego ubica el dedo en el sensor y aprecia el ritmo cardiaco.

COLEGIO CHUNIZA IED TRABAJO DE ROBÓTICA FÍSICA 5. CONCLUSIÓN: Este trabajo tiene como fin la realización de un prototipo el cual nos pueda servir para la identificación de algún caso de covid-19 con el fin de tomar datos de nuestra temperatura corporal, ritmo cardiaco. La puesta en marcha de un prototipo de signos vitales para el COVID-19 tiene como objetivo proporcionar una herramienta útil y eficaz para la detección temprana de la enfermedad. Con la pandemia del COVID- 19 en curso, se ha reconocido la importancia de la detección temprana de los síntomas para evitar la propagación del virus y prevenir la propagación de la enfermedad. La puesta en marcha de un prototipo de signos vitales para COVID-19 también puede ayudar a los profesionales de la salud a tomar decisiones más informadas y precisas sobre el tratamiento y la gestión de los pacientes con COVID-19. Esto puede incluir la identificación temprana de los pacientes que necesitan hospitalización o tratamiento intensivo, lo que puede mejorar las posibilidades de recuperación y reducir las tasas de mortalidad. Además, el prototipo de signos vitales para el COVID-19 también puede ayudar a tomar decisiones más informadas sobre el tratamiento y la gestión de los pacientes con COVID-19. Esto puede mejorar la eficacia del tratamiento y reducir los costos y los riesgos asociados con la atención médica. A medida que continúa la investigación y el desarrollo, es probable que se identifiquen más formas de mejorar su eficacia y hacerlo más accesible para los profesionales de la salud.

COLEGIO CHUNIZA IED TRABAJO DE ROBÓTICA FÍSICA 6. REFERENCIAS: • Autor, Elsevier Connect (2021). Efecto de la • Autor, Nora Nieto Aguado (Junio 2016). La velocidad temperatura sobre la función cardiaca. Recuperado del 12 de febrero del 2021 con el URL en las clases de educación física en educación https://www.elsevier.com/es- primaria. Universidad de Valladolid. Palencia. España es/connect/medicina/edu-fisiologia-efecto-de-la- temperatura-sobre-la-funcion- • Autor, Dr. Zigor Madalia (2018). Respuesta del cardi aca# :~ :te xt= Te mpe ratura%2 0 y%2 0 fun ci ón%2 0 organismo a la actividad física. Recuperado del 1 de cardíaca,valor%20normal%20(ver%20infografía) septiembre del 2018 con el URL https://fundaciondelcorazon.com/ejercicio/concept • Autor, Michael N. Sawka; Julien D. Périard, y os-generales/3152-respuesta-del-organismo-a-la- Sébastien Racinais (2016). Aclimatación al calor para actividad-fisica.html mejorar el rendimiento atlético en ambientes calurosos. Recuperado del marzo del 2016 con el URL • Autor, Roberto Méndez. Umbral anaeróbico: que es, https://www.gssiweb.org/latam/sports-science- como calcularlo y mejorarlo. Recuperado del 21 de e xchange /Artí cul o/sse -1 5 3 -acl i mataci ón-al -cal or- mayo del 2018 con el URL para-mejorar-el-rendimiento-atlético-en-ambientes- https://www.palabraderunner.com/umbral - calurosos anaerobico/ • Autor, Cantor Rudas (3 de diciembre del 2017). • Autor, Nando (2012). Zonas de entrenamiento según las pulsaciones cardiacas. Recuperado del 18 de julio Revista INGENIERÍA UC, vol. 24 (núm. 3). 6 paginas del 2012 con el URL https://altorendimiento.com/zonas-de- • Autor, Ediziones (2019). ¿Cómo se mide el pulso? y entrenamiento-segun-las-pulsaciones-cardiacas/ ¿cuáles son los niveles correctos? Recuperado del 16 de mayo del 2019 con el URL • Autor, German M (2021). Umbral anaeróbico: ¿Qué https://www.infosalus.com/asistencia/noticia-mide- es y como aumentarlo para mejorarlo? Recuperado pulso-cuales-son-niveles-correctos- del 24 de febrero del 2021 con el URL 20190516082742.html https://www.brujulabike.com/umbral-anaerobico/ • Autor, José María Arguedas Lozano. Como relacionar la frecuencia cardiaca y la potencia. No aparece fecha con el URL https://che maargue das.com/2 0 2 2 /0 1 /2 5 /como - relacionar-la-frecuencia-cardiaca-y-la-potencia/ • Autor, Oriol Barbany (2021). Potencia vs frecuencia cardiaca. Recuperado del 10 de febrero del 2021 con el URL https://www.polar.com/blog/es/potencia-vs- frecuencia- cardiaca/#:~:text=La%20potencia%20producida%20 es%20una,nuestro%20organismo%20que%20debe mos%20considerar • Autor, Dr. André Budrowith (2018). ¿cómo afecta el calor a nuestro corazón? Recuperado del 24 de agosto del 2021 con el URL https://www.saludediciones.com/2018/08/24/com o-afecta-el-calor-a-nuestro- corazon/#:~:text=Deporte%20y%20calor%3A%20un %20riesgo%20para%20nuestro%20corazón&text=La %20temperatura%20del%20aire%20aumenta,cardía co”%2C%20explica%20el%20especialista

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