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.

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dc.contributor.advisorDiaz Palencia, Fabian Horacio
dc.contributor.advisorEsteban Villegas, Helio Sneyder
dc.contributor.authorTapasco Murillo, Jorvy Alejandro
dc.contributor.evaluatorPinto Hernandez, William
dc.contributor.evaluatorVillegas Bermudez, Diego Fernando
dc.date.accessioned2025-08-19T15:41:01Z
dc.date.available2025-08-19T15:41:01Z
dc.date.created2025-08-16
dc.date.issued2025-08-16
dc.description.abstractEl 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.
dc.description.abstractenglishThis thesis project aimed to design and build a surface electromyography (EMG) module to characterize muscle strength in the biceps brachii during elbow flexion and extension. The initiative emerged from the need for an in-house system at the School of Mechanical Engineering of the Industrial University of Santander, enabling muscle studies in an accessible, portable, and cost-effective manner. The developed system integrated an Arduino UNO microcontroller, a laboratory power supply, and surface electrodes, supported by a graphical interface created in Processing and MATLAB for real-time visualization and signal analysis. A sixth-order digital Butterworth filter was implemented for signal processing, effectively reducing noise while preserving relevant EMG information. The module was validated through an experimental protocol involving external loads ranging from 1 to 5 kg, with analysis of indicators such as root mean square (RMS) and signal-to-noise ratio (SNR). Furthermore, static and inverse biomechanical models were applied to estimate muscle force. The results demonstrated a high correlation between the EMG signal and the estimated force, validating the system's functionality as an academic and experimental tool.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Mecánico
dc.format.mimetypeapplication/msword
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/45908
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.programIngeniería Mecánica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Mecánica
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectMódulo de electromiografía de superficie
dc.subjectfuerza muscular
dc.subjectbíceps
dc.subjectflexión y extensión del codo
dc.subject.keywordSurface electromyography module
dc.subject.keywordmuscle strength
dc.subject.keywordbiceps
dc.subject.keywordelbow flexion and extension
dc.titleDiseño 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.
dc.title.englishDesign and construction of a surface electromyography module for characterizing muscle strength in the biceps during elbow flexion and extension
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Ingeniería Mecánica