Mano mecánica con tendones

Qué va a aprender

• Que los dedos no tienen músculos: se mueven porque unos tendones, como cuerdas, tiran de ellos desde el antebrazo.
• Qué es una articulación (bisagra) y por qué en el modelo cada dedo tiene tres y el pulgar dos (tu pulgar real tiene dos falanges y una tercera articulación junto a la muñeca).
• Que un hilo que pasa separado de la bisagra (por dentro de la pajita) crea un brazo de palanca que hace girar el dedo.
• Que hace falta otro tendón o un muelle para estirar el dedo: los músculos solo tiran, no empujan.
• Cómo funcionan las prótesis mecánicas de mano que se imprimen en 3D.

Prepara antes

• Imprime la plantilla A al 100 % (sin ajustar a la página) y comprueba que el dedo corazón mide 22 mm de ancho.
• Elige un cartón liso y orienta la plantilla con las ondas a lo ancho de los dedos (de izquierda a derecha).
• Corta y prepara los tramos de pajita: una pajita de 20 cm da para unos 7 tramos.
• Corta los 5 hilos de 40 cm y pon un trocito de cinta en un extremo de cada uno para que no se deshilache (hace de aguja).
• Para niños pequeños, recorta tú los huecos entre dedos con cúter antes de la sesión.

Materiales y herramientas

• Cartón corrugado — 1 lámina de 25 × 25 cm
  simple, 3 mm, liso y sin arrugas (caja de envíos)
• Pajitas — 2–3
  rectas, Ø 5–6 mm (hacen falta unos 34 cm en total)
• Hilo resistente — 5 tramos de 40 cm (2 m)
  hilo de cocina, bramante fino de ≈ 1 mm o hilo de coser doble
• Cinta adhesiva transparente — 1 rollo
  para fijar las pajitas
• Pegamento de barra — 1
  para pegar la plantilla y el refuerzo de la palma
• Gomas elásticas finas — 3 (opcional)
  de oficina, cortadas en tiras para el retorno de los dedos
• Palillo de dientes — 1
  para hacer topes de 8 mm en los extremos de los hilos

Herramientas

• Tijeras — recortar el contorno, las pajitas y los huecos entre dedos
• Cúter con regla metálica — cortar los huecos de 6 mm entre los dedos adulto
• Bolígrafo sin tinta y regla — marcar los pliegues
• Rotulador — marcar líneas y decorar
• Punzón o brocheta — perforar los agujeros de 2 mm de las puntas adulto
• Aguja gruesa de lana — pasar el hilo por las pajitas (opcional)

Piezas y plantillas

• A · Mano (vista desde la palma) ×1 — cartón corrugado 3 mm
• B · Refuerzo de la palma ×1 — cartón corrugado 3 mm
• C · Barra de control ×3 — cartón corrugado 3 mm
• D · Anillas para los dedos ×5 — cartulina
• E · Tramos de pajita ×14 — pajita Ø 5–6 mm
• F · Tendones ×5 — hilo de cocina o bramante fino

Paso a paso

1. Pega la plantilla

   Pega la plantilla A sobre el cartón con barra de pegamento, con las ondas del cartón de izquierda a derecha (a lo ancho de los dedos). Alisa con la mano para que no queden burbujas.

2. Recorta el contorno adulto

   Recorta el contorno exterior de la mano con tijeras. Para los huecos de 6 mm entre dedos, haz con cúter y regla los dos cortes rectos de cada hueco y termina con la tijera.

   Comprueba: Cada dedo mide 22 mm de ancho y se mueve suelto, sin quedar enganchado al de al lado.

3. Marca los pliegues

   Pasa un bolígrafo sin tinta con la regla, apretando fuerte, por las 14 líneas de pliegue: 3 en cada dedo (nudillo a 90 mm del borde superior de la palma y dos más) y 2 en el pulgar.

   Truco: Marca por la cara de la palma, la que tiene la plantilla: el surco ayuda a doblar hacia ese lado.

4. Dobla las articulaciones

   Dobla cada pliegue hacia la palma hasta unos 90° y vuelve a estirarlo. Repítelo 3 veces en cada pliegue para que la bisagra quede blanda.

   Comprueba: Cada falange se dobla sola con un toque de dedo y el cartón no se ha roto por la cara de atrás.

5. Refuerza la palma

   Pega el refuerzo B (100 × 75 mm) por detrás de la palma, alineado con la muñeca y por debajo del pliegue de los nudillos, con las ondas en dirección contraria a las de la mano.

   Comprueba: La palma ya no se curva al presionarla en el centro.

6. Corta las pajitas

   Corta los 14 tramos de pajita E con tijeras, midiendo con la regla: meñique 11, 21 y 30 mm; anular e índice 16, 28 y 30 mm; corazón 19, 32 y 30 mm; pulgar 14 y 27 mm.

   Truco: Ve dejando cada grupo de tramos encima de su dedo para no mezclarlos.

7. Pega las pajitas

   Coloca cada tramo sobre su línea guía, centrado en el dedo, y pégalo con dos tiras de cinta cruzadas (o una línea de cola). Deja siempre unos 4 mm libres a cada lado de cada pliegue.

   Comprueba: Al doblar cada articulación, las pajitas no chocan entre sí.

8. Perfora las puntas adulto

   Perfora el agujero de 2 mm de la punta de cada dedo y del pulgar con un punzón o una brocheta, apoyando el cartón sobre una goma de borrar o un trozo de corcho.

9. Pasa los tendones

   Mete un hilo de 40 cm por el agujero de la punta desde detrás, haz un nudo triple (o ata medio palillo como tope) para que no se salga, y pásalo por todas las pajitas de ese dedo y de la palma hasta salir por la muñeca. Repite con los 5 dedos.

   Truco: El trocito de cinta en la punta del hilo hace de aguja. Si cuesta, usa una aguja de lana.

10. Prueba cada dedo

    Sujeta la palma con una mano y tira despacio de cada hilo, uno a uno, unos 3–4 cm. El dedo se debe doblar por las tres articulaciones y cerrarse hacia la palma.

    Comprueba: Si una falange no se dobla, repasa su pliegue con el bolígrafo y dóblala más veces.

11. Monta la barra de control

    Pega las 3 capas de la barra C. Pasa cada hilo por su agujero (mirando la mano por la palma, el pulgar queda a la derecha: usa el agujero de la derecha para el pulgar y así los hilos no se cruzan) y, con todos los dedos estirados y los hilos tensos sin tirar, haz un nudo en cada uno justo por debajo de la barra (en el lado contrario a la mano), para que al tirar el nudo no pueda pasar por el agujero.

    Comprueba: Al tirar de la barra 4 cm hacia abajo, se cierran los 5 dedos a la vez.

12. Ajusta las longitudes

    Si un dedo se cierra antes que los demás, deshaz su nudo y vuelve a atarlo 5–10 mm más abajo; si se cierra tarde, átalo más arriba. Busca que todos los dedos empiecen a moverse a la vez.

13. Muelles de retorno (opcional)

    Corta 5 tiras de goma elástica de 12 cm. Por la parte de atrás de cada dedo, pega con cinta un extremo en la punta y el otro en la palma, estirando la goma un poco (1 cm). Al soltar los hilos, los dedos se abrirán solos.

    Truco: Si la goma es demasiado fuerte y el dedo cuesta de cerrar, pégala menos estirada.

14. Agarra objetos

    Sujeta la mano por la palma con una mano y tira de la barra con la otra para agarrar un vaso de plástico vacío, una bola de papel o un rollo de cinta adhesiva.

¿Funciona? La prueba

Sujeta la palma y tira de la barra de control 4–5 cm. Después prueba a coger un vaso de plástico vacío y una pelota de papel de 5 cm de diámetro.

Qué debe pasar: Los cinco dedos se cierran a la vez formando un puño en unos 4–5 cm de recorrido del hilo. La mano sujeta un vaso de plástico vacío (≈ 10 g) o una pelota de papel; con un vaso con agua resbala.

Si algo falla

• El dedo no se dobla o se dobla solo por la base — Pliegues poco marcados o cartón con ondas a lo largo del dedo. Solución: Repasa los pliegues con el bolígrafo y dóblalos varias veces. Si las ondas van a lo largo del dedo, haz un corte superficial (solo la capa de arriba) en cada pliegue por la cara de la palma.
• El hilo se sale de la punta al tirar — Nudo pequeño que pasa por el agujero. Solución: Haz un nudo triple o ata un trocito de palillo de 8 mm como tope por detrás.
• La palma se dobla en vez de cerrarse los dedos — Palma sin refuerzo o hilos tirando muy hacia un lado. Solución: Pega el refuerzo B y tira de los hilos rectos, en la dirección de la muñeca.
• Las pajitas se despegan — Cinta poco adherida al cartón con polvo o pajitas lisas. Solución: Usa una gota de silicona caliente (adulto) o cola blanca y deja secar 10 minutos.
• Los dedos no se abren al soltar — El cartón se queda doblado; no hay tendón extensor. Solución: Monta los muelles de retorno de goma elástica por detrás de cada dedo.
• Unos dedos se cierran antes que otros con la barra — Hilos de distinta tensión. Solución: Reata los hilos en la barra con todos los dedos estirados y los hilos justo tensos.

Seguridad

• El cúter para los huecos entre dedos lo usa un adulto, con regla metálica y base de corte.
• Perforar con punzón o brocheta: siempre sobre corcho o goma y con la punta lejos de la otra mano.
• No te ates los hilos alrededor de los dedos ni del cuello: usa las anillas de cartulina, que se sueltan solas.
• Si usas silicona caliente para las pajitas, la aplica un adulto: quema.

La ciencia detrás

Para los niños

Mueve los dedos y mírate la muñeca: verás unas cuerdas que se mueven por debajo de la piel. Son los tendones. Los músculos que mueven los dedos están en el brazo, y tiran de los tendones como tú tiras del hilo. Las pajitas son como los anillos que tienen tus dedos para que el tendón no se separe del hueso. Y como los músculos solo saben tirar, para abrir la mano hace falta otro tendón por detrás: nuestras gomas.

Para el adulto

El modelo reproduce los tendones flexores de la mano: los vientres musculares de los flexores de los dedos están en el antebrazo y transmiten la fuerza mediante tendones que discurren por la cara palmar, sujetos a las falanges por las poleas anulares (aquí, los tramos de pajita). Cada pliegue es una articulación tipo bisagra (un grado de libertad): metacarpofalángica, interfalángica proximal y distal en los dedos; el pulgar del modelo tiene dos. El hilo pasa a una distancia d (≈ 3–4 mm, el radio de la pajita más el grosor del cartón) del eje de la bisagra; la tensión T genera un par T·d en cada articulación. Como el par se reparte por igual a lo largo del hilo, la articulación más blanda se dobla primero: por eso hay que trabajar todos los pliegues por igual. El recorrido del hilo para cerrar un dedo es aproximadamente la suma de d·θ en cada articulación (3 articulaciones × 4 mm × 1,57 rad ≈ 2 cm, más la holgura). Los músculos solo pueden contraerse, así que la extensión necesita otro tendón (los extensores, en el dorso) o un elemento elástico, que es lo que hacen las gomas. Las prótesis de mano impresas en 3D de muchos proyectos solidarios usan exactamente este principio con hilos tensores y gomas de retorno, accionadas por el giro de la muñeca.

• tendón: cuerda resistente que une el músculo con el hueso y transmite su fuerza.
• articulación: unión entre dos huesos que permite el movimiento; aquí, cada pliegue.
• falange: cada uno de los huesos de los dedos; tres en cada dedo y dos en el pulgar.
• flexión: movimiento de doblar una articulación.
• prótesis: pieza artificial que sustituye una parte del cuerpo.

Por edades

• 5–7 años: El adulto recorta la mano, marca los pliegues y perfora. El niño dobla los pliegues, pega las pajitas con cinta (ya cortadas) y pasa los hilos con ayuda. Usad la barra de control para que cierre toda la mano.
• 8–10 años: Montaje completo con ayuda solo en el cúter y el punzón. Que ajusten ellos la longitud de los hilos en la barra hasta que todos los dedos se cierren a la vez.
• 11–12 años: Que diseñen su propia mano a partir de su contorno, respetando dedos de mínimo 20 mm, y añadan tendones extensores con goma. Reto: medir el recorrido de hilo por dedo y compararlo con el cálculo d × ángulo.

En grupo o en clase

Individual o por parejas (una mano por niño es lo más motivador; los materiales son reciclados). Antes: imprimir y recortar las manos para los más pequeños, cortar los huecos entre dedos con cúter y preparar bolsas con 14 tramos de pajita y 5 hilos. Sesión de 70 min: 10 min de observar los tendones de la propia muñeca, 45 min de montaje, 15 min de retos (coger objetos de una mesa común). Ten silicona caliente en una estación vigilada por un adulto.

Retos

• Coge un vaso de plástico vacío y llévalo de un lado a otro de la mesa sin que se caiga.
• Añade tendones extensores con hilo por la cara de atrás y una segunda barra para abrir la mano tirando.
• Monta la mano sobre un antebrazo hecho con un rollo de papel de cocina y pasa los hilos por dentro hasta una barra al final.
• Haz que la mano cuente del 1 al 5 usando las anillas.
• Pega yemas de goma o de goma EVA en las puntas y mide cuánto peso más aguanta.

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