La silla que ‘entrena’ astronautas

Una exposición prolongada del cuerpo humano a entornos sin gravedad provoca atrofia en la masa muscular porque las extremidades corporales pierden movilidad ante la falta de esfuerzo a realizar por el sujeto. Un problema que acusan, especialmente, los astronautas que deben pasar largas temporadas en el espacio y deben practicar exigentes ejercicios para recuperar su forma física. La empresa vasca NTE-Sener ha ideado una silla, diseñada con tecnología de última generación aeronáutica, que permiten mejorar los ejercicios que contrarrestan la enfermedad muscular, aplicando estímulos en las articulaciones del cuerpo.
La máquina permite ejercitar hasta once articulaciones aisladas entre el tronco y extremidades corporales del astronauta. Para ello, aplica estímulos programables con variables relacionadas con la velocidad y la fuerza que miden la respuesta muscular del astronauta en la órbita. La información obtenida se destina al protocolo efectivo de ejercicios que ayudarán al aeronauta a medir su fuerza y a contrarrestar los efectos perjudiciales que le causa la atrofia en su masa muscular tras una prolongada estancia en el espacio.
El proyecto nació bautizado como ‘Mares’ hace trece años cuando la firma vasca NTE–Sener, con sede en Barcelona, recibió un encargó de las Agencias Espaciales Europeas y norteamericanas –ESA y NASA–, para diseñar un prototipo de silla que sirviera para paliar los efectos nocivos de la atrofia muscular en el estado de forma de los astronautas que pasan largas temporadas, en ausencia de la gravedad. "La falta de este componente atmosférico provoca que el músculo no trabaje como lo hace en la tierra. Mientras aquí, la persona debe hacer un esfuerzo para coger un bolígrafo o un libro, esto desaparece en el espacio haciendo que el músculos se atrofie al no trabajar", explica Albert Tomás, ingeniero de la firma y responsable del proyecto.
Una enfermedad que, según los expertos, genera el 50% del deterioro del tono muscular de los astronautas durante las dos primeras semanas en la órbita. Un proceso degenerativo que se incrementa cuando deben pasar largas estancias en el espacio y sin la presencia de la gravedad en la atmósfera.
Para combatir este problema de salud hasta la fecha los aeronautas deben realizar complejos ejercicios físicos corriendo en cinta continua, empleando ergómetros – simuladores de remos – o bandas elásticas, a través de las cuales trataban de combatir los efectos que la atrofia ocasiona en su tono muscular. "Son contramedidas que simulan situaciones como, por ejemplo, un levantamiento de pesas, pero que no logran dar una explicación concreta a porqué se da esta enfermedad".
Bajo el propósito de lograr una explicación científica del origen de la atrofia la firma, Sener, ha diseñado este aparato que ha contado con tres fases diferenciadas de fabricación.
La primera consistió en la identificación de los puntos críticos presentes en el contacto entre la silla y el astronauta, evaluando parámetros como la comodidad y facilidad de uso para el profesional del espacio.
Una vez se validó esta primigenia fase, se procedió al diseño global del prototipo atendiendo a los criterios de seguridad de las agencias espaciales.
El último tramo del proyecto con una duración de cinco años, se dedicó a la compleja elaboración personalizada de cada una de las 2.000 piezas de aluminio y acero, de las que consta el artilugio.
Con un peso de 400 kilos, la silla desarrollada por la empresa vasca es capaz de ejercitar hasta once articulaciones diseminadas por el tronco y extremidades corporales del sujeto. Así, brazos, muñecas, tobillos o pies son algunas de las articulaciones objeto de estudio de la máquina.
El sistema aplicado en el prototipo orienta los estímulos a varias variables de velocidad y fuerza programadas por los científicos que sirven para comprobar in situ la reacción de los músculos ante los estímulos y "medir cuanta fuerza es capaz de producir con varios movimientos repetidos".
Para ello, la máquina facilita la emisión de dos tipos de estímulos. El primero de ellos, vinculado a la acción de una fuerza orientada contra el sujeto, que permite observar una respuesta automática del individuo que le obliga a reaccionar instintivamente, mientras que el segundo estriba en la ejecución de pequeñas descargas eléctricas controladas, cuya finalidad es la de provocar que el músculo actúe de manera independiente a la voluntad del sujeto.
Una operación que hace posible medir de manera aislada la respuesta consciente del aeronauta del comportamiento reflejo ante los estímulos emitidos por la máquina.
"El aparato funciona como una máquina de echar pulsos en la que esta se deja ganar por el astronauta y está programada para repetir movimientos hasta 20 veces, con la idea de probar la resistencia del individuo a los estímulos que recibe", indica Tomás.
Los datos procesados en el sistema son enviados a los científicos que trabajan en Tierra para que estos puedan dibujar en una pantalla de ordenador gráfico de ‘Gil’- un curva estadística que refleja la relación entre la fuerza y la velocidad imprimida–, que servirá para comprobar la "degradación" muscular experimentada por la masa muscular y el efecto de la carencia de gravedad.
Los astronautas pueden también comprobar con este pionero aparato la eficacia de la gimnasia realizada para contrarrestar la atrofia, a través de un potente software que monitoriza en pantalla la tabla de ejercicios llevada a cabo para evaluar la eficacia de las medidas acometidas por el aeronauta para contrarrestar la atrofia en sus articulaciones. "El aparato permite aconsejarle si los ejercicios que realiza son los adecuados y si tiene que incrementar o reducir su frecuencia para poder mejorar la forma física".
La lejana imagen de astronautas soviéticos y norteamericanos llegando a la estación espacial de Mierkel exhaustos y sin poder sostenerse de pie, es una de las instantáneas que han quedado inmutables en la retina de los espectadores. Con la vista puesta en la futura llegada del ser humano a Marte los coordinadores del proyecto ‘Mares’ opinan que la fatiga acusada por los astronautas, es una de la imágenes que se podrían eliminar con la puesta en funcionamiento de la silla en las estaciones espaciales.
No en vano, el prototipo ofrece la ventaja a los astronautas de poder mantener su estado físico ante la posibilidad de tener que padecer los efectos de la atrofia durante los dos o tres años de estancia previstos en este planeta. "Hemos logrado una importante innovación al aportar un motor con las prestaciones en fuerza y velocidad en extremidades más sensibles como la muñeca o más duras, como es el caso, de la cadera para que el astronauta no pierda su forma física", remata.
Junto a este beneficio, la aplicación permite a los hombres del espacio disponer de un caudal mayor de información para poder optimizar sus cadena de ejercicios y plantarle cara a los efectos de la atrofia en su masa muscular. "La ventaja de trabajar con la microgravedad en el espacio, es que se puede avanzar más en la investigación de la causas fisiológicas de la enfermedad porque el proceso de atrofia es más rápido que en Tierra".
Una de las instalaciones diseñadas por la empresa vasca ha sido enviada en módulos desmontados a la Estación Espacial Internacional (ISS) con el fin de ser ubicada, definitivamente, en el módulo Columbus de la estación espacial. Otros dos prototipos permanecerán en tierra para servir de base de entrenamiento de los astronautas antes de que partan a su destino en el espacio, mientras que una unidad quedará en reserva para su empleo en el futuro.
La actividad de Sener destinada a la investigación espacial no se relega a esta pionera silla, destinada a mejorar los ejercicios que los astronautas realizan para hacer frente a la enfermedades degenerativas, como la atrofia o la osteoporosis.
No en vano, desde el equipo responsable, apuntan que hay dos proyectos innovadores sobre mesa. Uno de ellos, estará vinculado al desarrollo de sistemas de medición de la calidad del aire en las estaciones espaciales. Un proyecto ambiciosos con el que la firma pretende identificar los elementos patógenos presentes en estos entornos carentes de gravedad. Otro de los planes que desean abordar próximamente, es el envió de unidades de ratones ‘cobaya’ al espacio y cuya misión será la de adaptarse a las duras condiciones de microgravedad del espacio. "El proyecto pretende comprobar su supervivencia en sistemas ecológicos cerrados de este tipos de animales" explica Tomás.
Por el momento, los rectores de la empresa han centrado sus energías este año en el desarrollo e implantación de la silla de ejercicios en las estaciones espaciales. No en vano, desde la presentación de la silla, el prototipo ha recibido la visita de una decena de astronautas para conocer el funcionamiento de la máquina que cuenta ya con tres réplicas en Toulose, Colonia y Houston.
elmundo.es