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Diseño y construcción de un módulo de electromiografía de superficie para caracterización de la fuerza muscular en el bíceps durante la flexión y extensión del codo.

Resumen

El trabajo de grado tuvo como objetivo principal el diseño y construcción de un módulo de electromiografía de superficie (EMG) para caracterizar la fuerza muscular en el músculo bíceps braquial durante la flexión y extensión del codo. Esta iniciativa surgió ante la necesidad de contar con un sistema propio en la Escuela de Ingeniería Mecánica de la Universidad Industrial de Santander, que permitiera realizar estudios musculares de forma accesible, portátil y económica. Se desarrolló un sistema que integró un microcontrolador Arduino UNO, una fuente de alimentación de laboratorio y electrodos de superficie, acompañado de una interfaz gráfica elaborada en Processing y MATLAB para la visualización y análisis en tiempo real. Para el procesamiento de la señal, se implementó un filtro digital Butterworth de sexto orden, el cual resultó adecuado para reducir el ruido y conservar la información relevante de la señal EMG. El módulo fue validado mediante un protocolo experimental que incluyó cargas externas de 1 a 5 kg, analizándose indicadores como el valor cuadrático medio (RMS) y la relación señal-ruido (SNR). Además, se aplicaron modelos biomecánicos estáticos e inversos para estimar la fuerza muscular. Los resultados evidenciaron una alta correlación entre la señal EMG y la fuerza estimada, lo que permitió validar la funcionalidad del sistema como herramienta académica y experimental.