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Trabajo de Fin de Grado 
Grado de Ingeniería en Tecnologías Industriales 
 
 
 
Diseño y construcción de un casco inteligente 
 
MEMORIA 
 
 
 Autor: Miguel Aranda Domenech 
 Director: Lázaro Vicente Cremades Oliver 
 Convocatoria: junio 2022 
 
 
Escola Tècnica Superior 
d’Enginyeria Industrial de Barcelona 
 
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RESUMEN 
Este trabajo forma parte del proyecto Smart Scooter, donde diferentes estudiantes de ingeniería 
diseñan y crean variedad de soluciones para el desarrollo de los patinetes eléctricos inteligentes. 
Su objetivo es mejorar la seguridad de los usuarios. 
En este proyecto en concreto, el objetivo principal es diseñar y desarrollar un casco inteligente. Por 
lo que respecta a la electrónica, integra un sistema de alumbrado que permite la realización de 
diferentes señalizaciones a través de una App. Además, también incorpora un sistema el cual 
permite accionar la luz de frenado automáticamente al accionar el freno. 
Por otra parte, también se diseña y se fabrica el casco en cuestión. Para ello, se hace uso de 
herramientas CAD y de fabricación aditiva (concretamente con impresión 3D). Este casco integra 
toda la electrónica desarrollada, con el objetivo final de ofrecer un prototipo con el que poder mostrar 
y validar las soluciones implementadas. 
El resultado obtenido es capaz de realizar las señalizaciones de intermitentes y luces de 
emergencias, a través de una App, y de luz de frenado, a través de un dispositivo situado en el 
propio vehículo. 
 
 
En síntesis, en este trabajo se expone todo el desarrollo realizado para obtener este casco 
inteligente. De manera análoga, se contextualiza el proyecto acerca de la situación actual de los 
patinetes eléctricos (problemática, normativas…), sobre diferentes tecnologías IoT que 
implementan, sobre ejemplos de marcas en el mercado y, en general, de todo lo relacionado para 
el desarrollo del concepto. 
 
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ÍNDICE 
RESUMEN .................................................................................................................... 3 
ÍNDICE ......................................................................................................................... 5 
ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................................... 9 
ÍNDICE DE TABLAS .................................................................................................. 11 
GLOSARIO ................................................................................................................. 13 
1. PREFACIO ............................................................................................................. 15 
1.1 Origen del proyecto ............................................................................................................................... 15 
1.2 Interés del proyecto ............................................................................................................................... 17 
2. INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 19 
2.1 Problemática .......................................................................................................................................... 19 
2.2 Objetivos del proyecto ........................................................................................................................... 20 
2.3 Alcance del proyecto ............................................................................................................................. 20 
3. ESTUDIO DE MERCADO ....................................................................................... 23 
3.1 Marco político-legal................................................................................................................................ 23 
3.1.1 Clasificación de los VMP ................................................................................................................................. 23 
3.1.2 Normativa de los patinetes eléctricos .............................................................................................................. 24 
3.2 Análisis demanda .................................................................................................................................. 26 
3.3 Análisis productos competencia ............................................................................................................ 26 
3.3.1 Empresa Livall ................................................................................................................................................. 27 
3.3.2 Empresa Lumos .............................................................................................................................................. 28 
3.4 Otros diseños alternativos ..................................................................................................................... 29 
3.4.1 Casco Airbag - Hövding ................................................................................................................................... 29 
3.4.2 Led extraíble con conexión inalámbrica .......................................................................................................... 29 
3.4.3 Mochilas con iluminación LED ......................................................................................................................... 30 
3.4.4 Casco Closca .................................................................................................................................................. 30 
3.5 Conclusión estudio de mercado ............................................................................................................ 31 
4. ANÁLISIS DE USUARIOS...................................................................................... 33 
5. ANÁLISIS DE FUNCIONES ................................................................................... 37 
5.1 Árbol de funciones ................................................................................................................................. 37 
5.2 Descripción de las funciones ................................................................................................................. 38 
5.3 Pliego de condiciones funcionales ........................................................................................................ 40 
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6. ESTUDIO DE ALTERNATIVAS .............................................................................. 41 
6.1 Estudio solución inicial........................................................................................................................... 41 
6.2 Alternativas ............................................................................................................................................ 42 
6.2.1 Disposición de las luces e información que ofrecen ........................................................................................ 43 
6.2.2 Controles de señalización de maniobras ......................................................................................................... 44 
6.2.3 Accionamiento luz de frenado ......................................................................................................................... 46 
7. DESCRIPCIÓN DE LA SOLUCIÓN ........................................................................ 49 
7.1 Selección de la solución ........................................................................................................................ 49 
7.2 Hardware ...............................................................................................................................................50 
7.2.1 Microcontrolador ESP32 .................................................................................................................................. 50 
7.2.2 Matriz LED RGB programable ......................................................................................................................... 51 
7.2.3 Batería portátil ................................................................................................................................................. 54 
7.2.4 Pulsador .......................................................................................................................................................... 55 
7.3 Software ................................................................................................................................................. 55 
7.3.1 Arduino ............................................................................................................................................................ 55 
7.3.2 Android Studio ................................................................................................................................................. 57 
7.3.3 Solidworks ....................................................................................................................................................... 58 
7.4 Circuitos ................................................................................................................................................. 58 
7.5 Proceso de Implementación de la electrónica ....................................................................................... 59 
7.5.1 Desarrollo dispositivo del caso ........................................................................................................................ 59 
7.5.2 Desarrollo sistema de alumbrado de la luz del freno ....................................................................................... 62 
7.5.3 Desarrollo App ................................................................................................................................................. 62 
7.6 Proceso de diseño del casco ................................................................................................................. 64 
8. FABRICACIÓN DEL CASCO ................................................................................. 69 
8.1 Impresora 3D ......................................................................................................................................... 69 
8.2 Material .................................................................................................................................................. 69 
8.3 Software y parámetros........................................................................................................................... 70 
8.4 Resultado bruto ..................................................................................................................................... 71 
8.5 Postprocesado ....................................................................................................................................... 72 
8.5.1 Unión piezas .................................................................................................................................................... 72 
8.5.2 Masilla epoxi y lijar .......................................................................................................................................... 73 
8.5.3 Imprimación y pintura ...................................................................................................................................... 75 
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8.6 Montaje y pruebas ................................................................................................................................. 75 
9. RESULTADO FINAL .............................................................................................. 77 
10. PLANIFICACIÓN DEL PROYECTO ..................................................................... 79 
11. ESTUDIO ECONÓMICO ....................................................................................... 81 
12. IMPACTO AMBIENTAL ....................................................................................... 83 
13. CONCLUSIONES. PRÓXIMOS PASOS ............................................................... 85 
AGRADECIMIENTOS ................................................................................................ 87 
BIBLIOGRAFIA .......................................................................................................... 89 
 
 
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ÍNDICE DE FIGURAS 
Fig. 1 Diseño preliminar del casco (izquierda) y matriz con ejemplo de señalización (derecha) .. 16 
Fig. 2 Dashboard de control .......................................................................................................... 17 
Fig. 3 Esquema protocolo de mensajería MQTT ........................................................................... 17 
Fig. 4: Casco LIVALL C20 (Amazon.es, Casco LIVALL C20, 2022) .............................................. 27 
Fig. 5 Casco LIVALL BH51M Neo (Amazon.es, Casco LIVALL BH51M NEO, 2022) ................... 27 
Fig. 6 Casco LUMOS Ultra (Amazon.es, Casco LUMOS Ultra, 2022) .......................................... 28 
Fig. 7 Casco LUMOS Matrix (Amazon.es, Casco LUMOS Matrix, 2022) ....................................... 28 
Fig. 8 Casco airbag Hövding (Hövding, 2022) ............................................................................... 29 
Fig. 9 OVERADE - Iluminación extraíble (Amazon.es, OVERADE - Iluminación extraíble, 2022) . 30 
Fig. 10 Mochila FISCHER con visibilidad LED (Amazon.es, Mochila FISCHER, 2022) ................. 30 
Fig. 11 Casco plegable CLOSCA (Amazon.es, 2022) .................................................................. 31 
Fig. 12 Gráfico del modo de transporte del cual proceden los usuarios de VMP (RACC, 2020) ... 33 
Fig. 13 Porcentajes de los motivos de cambio de tipo de transporte (RACC, 2020) ...................... 34 
Fig. 14 Árbol de funciones ............................................................................................................ 37 
Fig. 15 Matriz LED 8x8 alumbrando intermitente derecho ............................................................. 41 
Fig. 16 Dashboard de control del trabajo antecesor ...................................................................... 42 
Fig. 17 Casco Livall (Amazon.es, Casco LIVALL BH51M NEO, 2022) .......................................... 43 
Fig. 18 Casco Lumos Matrix (Amazon.es, Casco LUMOS Matrix, 2022) ....................................... 43 
Fig. 19 Ejemplos de controles físicos de señalización de la maniobra de giro disponibles en el 
mercado: a la izquierda, sistema Livall para el casco BH51M (Amazon.es, Casco LIVALL BH51M 
NEO, 2022); a la derecha, sistema Overade adaptable a cualquier casco (Amazon.es, OVERADE 
- Iluminación extraíble, 2022) ........................................................................................................ 45 
Fig. 20 ESP32 Wifi kit 32 (Amazon.es, HELTEC Wifi Kit ESP32 con pantalla OLED, 2022) ......... 50 
Fig. 21 ESP32 SP-Cow (Amazon.es, SP-Cow ESP32, 2022) ....................................................... 50 
Fig. 22 Pines ESP32 SP-Cow (Teja & ElectronicsHub, 2021) ....................................................... 51 
Fig. 23 Matriz LED 8x8 Ánodo Común (Aliexpress.es, 20222) ...................................................... 51 
Fig. 24 Matriz 8x8 LED RGB (Amazon.es, Matriz 64LED AZDelivery, 2022) ................................. 51 
Fig. 25 Circuito interno matriz LED 8x8 Convencional (Prometec, 2022) ......................................52 
Fig. 26 Circuito led RGB dirrecionables (iobotic, 2021) ................................................................. 53 
Fig. 27 Bits de entrada led RGB programable (iobotic, 2021) ....................................................... 53 
Fig. 28 Conexión en serie leds RGB programables (iobotic, 2021) ............................................... 53 
Fig. 29 Pines matriz led RGB programable (Amazon.es, Matriz 64LED AZDelivery, 2022) ........... 54 
Fig. 30 Batería recargable LiPo (Amazon.es, EEMB 3.7V Lipo Battery 3700mAh, 2022) .............. 55 
Fig. 31 Batería portátil (Llausí Abad, 2021) ................................................................................... 55 
Fig. 32 Esquema pulsador (Hernández, 2016) .............................................................................. 55 
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Fig. 33 Comparación tencologías inalámbricas (IOTAnalytics, 2022) ............................................ 56 
Fig. 34 Circuito dispositivo del casco ............................................................................................ 58 
Fig. 35 Circuito dispositivo del freno.............................................................................................. 59 
Fig. 36 Numeración leds de la matriz programable ....................................................................... 59 
Fig. 37 Luz de posición ................................................................................................................. 60 
Fig. 38 Luz de freno ...................................................................................................................... 60 
Fig. 39 Luz intermitente derecho ................................................................................................... 60 
Fig. 40 Luz intermitente izquierdo ................................................................................................. 61 
Fig. 41 Luz de emergencia ............................................................................................................ 61 
Fig. 42 App: conexión UDP dirección y puerto .............................................................................. 63 
Fig. 43 App: panel de control o dashboard .................................................................................... 64 
Fig. 44 Superficie del contorno del casco (Solidworks) ................................................................. 65 
Fig. 45 Superficie del casco con agujeros de ventilación (Solidworks) .......................................... 65 
Fig. 46 Superficie estructura del casco (Solidworks) ..................................................................... 65 
Fig. 47 Estructura casco completa (Solidworks) ............................................................................ 66 
Fig. 48 Diseño del casco con los sitios para la matriz RGB, el microcontrolador y la batería ........ 66 
Fig. 49 Recopilación de imágenes del diseño final del casco ........................................................ 67 
Fig. 50 Diseño del casco seccionado, partes posteriores (Solidworks) ......................................... 67 
Fig. 51 Diseño del casco seccionado, partes frontales (Solidworks) ............................................. 68 
Fig. 52 Impresora 3D Geeetech A20M (Geetech, 2022) ............................................................... 69 
Fig. 53 Posicionado parte trasera izquierda del casco con el software Repetier-Host ................... 70 
Fig. 54 Imágenes del casco en bruto ............................................................................................ 71 
Fig. 55 Imágenes del conjunto de segmentos despegados del casco ........................................... 72 
Fig. 56 Recopilación de imágenes después de realizar las uniones .............................................. 73 
Fig. 57 Imágenes del casco después de aplicar la masilla epoxi ................................................... 74 
Fig. 58 Imágenes del casco después de lijar ................................................................................. 74 
Fig. 59 Imágenes del casco después de la imprimación y pintura ................................................. 75 
Fig. 60 Montaje de la matriz RGB, del microcontrolador y de la batería en el casco ..................... 76 
Fig. 61 Pruebas del funcionamiento del casco .............................................................................. 76 
Fig. 62 Ciclo de vida del PLA (Arapack, 2021) .............................................................................. 83 
 
 
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ÍNDICE DE TABLAS 
Tabla 1 Tabla de clasificación de VMP de la DGT (AccesorioPatineteElectrico, 2022) ................. 24 
Tabla 2 Comparativa de la normativa de circulación ..................................................................... 25 
Tabla 3 Pliego de condiciones funcionales.................................................................................... 40 
Tabla 4 Estudio puntos fuertes/mejorables proyecto antecesor .................................................... 42 
Tabla 5 Matriz de decisión disposición de las luces ...................................................................... 44 
Tabla 6 Matriz de decisión del control de señalización .................................................................. 46 
Tabla 7 Matriz de decisión del control de señalización .................................................................. 47 
Tabla 8 Especificaciones técnicas del prototipo ............................................................................ 77 
Tabla 9 Tiempo dedicado en Fase 1. Definición del proyecto ....................................................... 79 
Tabla 10 Tiempo dedicado en Fase 2. Análisis del proyecto ......................................................... 79 
Tabla 11 Tiempo dedicado en Fase 3. Diseño y desarrollo del proyecto ....................................... 79 
Tabla 12 Tiempo dedicado en Fase 4. Fabricación del casco ....................................................... 79 
Tabla 13 Tiempo dedicado en Fase 5. Finalización del proyecto .................................................. 79 
Tabla 14 Diagrama de Gantt de la planificación del proyecto ........................................................ 80 
Tabla 15 Costes del hardware ...................................................................................................... 81 
Tabla 16 Costes de software ........................................................................................................ 81 
Tabla 17 Costes de fabricación del casco..................................................................................... 81 
Tabla 18 Costes mano de obra ..................................................................................................... 81 
Tabla 19 Costes totales del desarrollo .......................................................................................... 82 
 
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GLOSARIO 
CAD: Computer-aided design (diseño asisitido por computadora) 
DGT: Dirección general de tráfico. 
FDM: Fused deposition modeling (Modelado por deposición fundida) 
IDE: Integrated development environment (Entorno de desarrollo integrado) 
IoT: Internet of things (internet de las cosas) 
IP: Internet protocol (Protocolo de internet) 
MIPS: Multi-Directional Protection System (Sistema de protección multi-direccional) 
RACC: Reial Automòbil Club de Catalunya (Real Automóvil Club de Cataluña) 
TCP: Transmision Control Protocol (Protocolo de control de transmisiones) 
UDP: User Datagram Protocol (Protocolo de datagramas del usuario) 
VMP: Vehículo de movilidad personal. 
 
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1. PREFACIO 
Las ciudades de todo el mundo cada vez crecen más y eso se traduce en un aumento de tráfico por 
las calles. La preocupación por el cambio climático unido a este crecimiento provoca que ciudades 
como Barcelona, referente internacional en movilidad urbana, impulsen propuestas como extender 
la red del carril bici, como restringir la circulación de los vehículos más contaminantes dentro la 
ciudad o como crear más espacio para peatones, restringiendo incluso el uso del coche en ciertas 
zonas, entre muchas otras. Todo ello favoreció, en 2016, la aparición sin precedentes de un 
revolucionario modo de movilidad urbana alternativa llamados vehículos de movilidad personal 
(VMP) y, especialmente, creció el número de patinetes eléctricos en nuestras calles. A causa de 
este ‘boom’, las administraciones tuvieron que adaptar una normativa y legislación nueva para este 
tipo de vehículos la cual, a día de hoy, aún no está totalmente determinada. Unas de las principales 
causas de la falta de legislación de los VMP, es que muchas de muchas de las normativas están 
sujetas a debate y es difícil contentar a todo el mundo, como por ejemplo ahora ¿Por dónde pueden 
circular? ¿Deberían de tener seguro obligatorio? ¿El casco debería ser obligatorio? 
En este trabajo se realiza la materialización de otro trabajo de fin de grado cuyo objetivo final era el 
diseño de un casco inteligente (Smart Helmet). Dicho trabajo forma parte del proyecto Smart Scooter 
donde se pretende crear diferentes soluciones para la evolución del patinete eléctrico urbano 
inteligente. 
Y os preguntareis, ¿Qué es un casco inteligente? ¿Para qué sirve? ¿Qué ventajas le da al usuario? 
Pues un casco inteligente se trata de un casco que incorpora diferentes tecnologías cuyas 
funcionalidades pueden ser muy diversas, pero con un único objetivo de incrementar la seguridad 
del usuario. 
En este trabajo, por tanto, aparte del diseño y fabricación del casco inteligente, responderemos a 
todas estas preguntas y más, detallando la tecnología usada, sus funciones, sus aplicaciones, cómo 
se implementa… y se hace un hincapié en todo tipo de tecnologías que nos depara el futuro. 
 
1.1 Origen del proyecto 
De la necesidad actual de mejorar la seguridad vial de los usuarios de patinetes eléctricos, en 2019 
nació el evento Castellolí Smart Scooter Challenge de la mano del director, promotor y profesor del 
ETSEIB, Emilio Hernandez Chiva. El objetivo principal era motivar a distintos equipos de 
universidades españolas y extranjeras, a competir entre ellos en la creación de ideas innovadoras 
para los patinetes eléctricos inteligentes. 
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A partir de ese momento, muchos estudiantes crearon proyectos con sus propios conceptos 
innovadores y muy interesantes. Este proyecto surge del legado de este evento y de todos sus 
participantes que han aportado su granito de arena hasta la fecha de hoy. 
Este trabajo es la continuación de otro proyecto llamado ‘Desarrollo de tecnologías IoT para el 
proyecto Smart Scooter 2021: Smart Helmet’ hecho por Iria Llausí Abad, en enero de 2021. En ese 
proyecto se buscó estudiar y desarrollar soluciones para implementar en un casco inteligente que 
mejorara la seguridad del usuario en diferentes aspectos. 
Resumidamente, el trabajo incluía dos grandes bloques: 
 Una parte teórica, enfocada más a explicar el entorno el cual estaba basado el proyecto, 
hablando de la problemática, realizando un estudio de mercado y un análisis de usuarios. 
 Y una parte práctica, donde buscó soluciones mediante el uso de tecnologías Iot para la 
creación de un casco inteligente. Comentó diferentes funciones que se podían implementar 
en un casco e hizo un pequeño prototipo de electrónica. Dejó un diseño preliminar del casco 
sin llegar a materializarlo. 
Brevemente, la solución que diseñó fue el uso de una matriz LED 8x8 para realizar las indicaciones 
de los intermitentes y luz de freno, el cual se controlaba todo mediante el uso del móvil. En la Figura 
1 se observa el casco preliminar y la matriz usada (con el ejemplo de un intermitente a la derecha). 
 
Fig. 1 Diseño preliminar del casco (izquierda) y matriz con ejemplo de señalización (derecha) 
 
Para el diseño y creación del dashboard usó un programa llamado Node-Red, el cual se accede 
desde internet. Para realizar todas conexiones empleó un protocolo de mensajería ligero de 
publicación/suscripción llamado MQTT, basado en el protocolo TCP/IP (internet por WiFi). Todo 
esto se explica más en detalle en su trabajo que se encuentra colgado en la página web de la UPC. 
(Llausí Abad, 2021) 
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Fig. 2 Dashboard de control 
 
Fig. 3 Esquema protocolo de mensajería MQTT 
 
1.2 Interés del proyecto 
Este proyecto abre las puertas a propuestas muy interesantes para el desarrollo de cascos 
inteligentes. Además, la solución adoptada en este proyecto sirve incluso para usuarios más allá de 
los patinetes eléctricos, como por ejemplo bicicletas, motocicletas, diferentes VMP, etc. De ahí su 
interés, ya que permite alcanzar diferentes mercados, lo que se traducirá en un mayor alcance de 
clientes potenciales. 
Actualmente ya existen diversas propuestas de empresas del sector, aunque su oferta es aún 
pequeña. La mayoría de cascos inteligentes pertenecen a marcas extranjeras, con precios 
relativamente altos y muy poca variedad en el mercado español. Podemos asegurar que hay lugar 
para desarrollar nuevas propuestas innovadoras y atractivas con la finalidad de lanzar un producto 
final con el que conquistar a los clientes. 
 
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2. INTRODUCCIÓN 
Para contextualizar, a continuación, se explica la problemática que hoy día existe con todo lo 
relacionado con los usuarios de VMP e inclusive de bicicletas. En este apartado, también se definen 
tanto los objetivos como el alcance de este proyecto. 
2.1 Problemática 
Vivimos en una sociedad donde la tecnología forma una parte muy importante en todos los sectores 
de la industria y servicios, y año tras año, en mayor medida. Es por eso que, sectores como la 
movilidad, siguen la tendencia de apostar fuertemente por las últimas tecnologías, enfocadas sobre 
todo en aspectos de sostenibilidad y seguridad. 
Uno de les conceptos nuevos para la movilidad urbana moderna, que en los últimos años están en 
el punto de mira de las instituciones, son los conocidoscomo vehículos de movilidad personal. Estos 
vehículos ofrecen una opción de movilidad sostenible y positiva para las ciudades porque no emiten 
emisiones, ni ruidos y ocupan un reducido espacio. El ejemplo más común es el patinete eléctrico, 
aunque existen variedad de tipos de estos vehículos. 
En los últimos años en España, se ha producido un incremento exponencial de usuarios de VMP y 
bicicletas sin precedentes. A esta tendencia se le suma también el fenómeno de la pandemia Covid-
19 y la irrupción de empresas de patinetes eléctricos ‘Sharing’, que implicó añadir más de 700.000 
usuarios de bicicletas y más de 370.00 usuarios de patinetes eléctricos por las zonas urbanas. Esta 
tendencia, según los expertos en movilidad, continuará al alza en los próximos años. 
Este aumento de usuarios se ha traducido en un aumento de la accidentalidad de los VMP. La razón 
principal recae en la baja seguridad que ofrecen comparado con otros vehículos (como p.e. coches 
o motos), en los que por lo general las lesiones que se pueden sufrir son mayores. Las causas 
principales de estos siniestros son colisiones con otros vehículos, caídas y atropellos a peatones. 
Para intentar dar a entender estas causas, el RACC hizo un estudio reciente en Barcelona, 
realizando más de 3000 observaciones y encuestando a más de 600 usuarios (RACC, 2021). El 
estudio concluyó los siguientes puntos: 
- El 51% desconocen los aspectos básicos de la normativa para circular. 
- El 94% incumplen la normativa de velocidad en el carril bici de las aceras. 
- El 12% asegura haber tenido un incidente alguna vez con daños personales. 
- El 57% afirman sentirse vulnerables cuando circulan. 
Los accidentes en un VMP pueden tener como resultado graves lesiones craneoencefálicas para el 
conductor y para el peatón implicado en la colisión. En el caso de que el choque se produzca con 
https://www.20minutos.es/motor/noticia/4590582/0/los-traumatismos-craneoencefalicos-son-una-de-las-consecuencias-mas-comunes-en-un-accidente-con-patinete-electrico/
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un vehículo a motor, las consecuencias del accidente pueden ser mortales para el usuario de VMP. 
Los siniestros más habituales entre este colectivo son (20minutos.es, 2021): 
- Impacto lateral. 
- Al abrir la puerta del coche, golpear al VMP. 
- Colisión por no mantener la distancia lateral de seguridad. 
- Alcance cuando el vehículo a motor gira y se incorpora, por no ver al VMP. 
- Alcance por detrás (es el más temido). 
Por lo tanto, queda claro que existe un problema real que, para resolverlo, por una parte, las 
instituciones públicas deberían vigilar más el cumplimiento de la normativa e informar a los usuarios 
de VMP de su debido uso, y, por otra parte, se podrían desarrollar sistemas que mejoren la 
seguridad de dichos usuarios. Precisamente, es en este último aspecto que el trabajo que aquí se 
presenta pretende contribuir. 
 
2.2 Objetivos del proyecto 
En general, los VMP son vehículos ligeros y simples que, a diferencia de las motocicletas, carecen 
de dispositivos de advertencia o de señalización de las acciones del conductor, tales como 
intermitentes para los cambios de dirección o luces de freno. Estos son elementos de seguridad 
muy importantes en la prevención de posibles accidentes por colisión con otros vehículos. 
El objetivo de este trabajo es el diseño y la construcción a nivel académico de un casco para 
usuarios de VMP con manillar (patinetes y bicicletas), que disponga de un dispositivo en su parte 
posterior con soporte visual que permita a los conductores que le siguen conocer con antelación la 
acción que realizará el usuario del VMP. De esta manera, aparte de la propia protección que ofrece 
el casco de por sí en caso de accidente, el sistema de advertencia de dicho dispositivo puede ayudar 
a prevenir colisiones por alcance, que es uno de los accidentes más temidos entre los usuarios de 
VMP. 
En este trabajo se presenta el diseño de dicho casco como un ejercicio académico con recursos 
limitados. Este diseño se ha probado satisfactoriamente mediante la construcción de un prototipo. 
 
2.3 Alcance del proyecto 
Para que un proyecto llegue a buen puerto, es muy importante definir el alcance y saber en todo 
momento hasta qué punto se trabajará. Con las herramientas, presupuesto y la capacidad de trabajo 
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CASCO INTELIGENTE Página 21 
 
 
 
del equipo, se prioriza obtener un prototipo sencillo y funcional que sirva de partida para futuros 
proyectos. 
El proyecto se divide en tres bloques: 
- En el primer bloque, se realiza un estudio para conocer bien el concepto del proyecto. Se 
elabora un estudio de mercado, un análisis de usuarios, un análisis de funciones y un estudio 
de alternativas. 
- En el segundo bloque, se diseña y desarrolla el casco inteligente en sí. En este bloque, se 
determinan todos los componentes del hardware y se desarrolla toda su programación. 
Además, se diseña el casco a tamaño real, integrando toda la electrónica en él. 
- En el tercer bloque, se fabrica el casco con impresión 3D. También se realiza el montaje, 
verificación y puesta a punto de este. 
 
 
 
 
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CASCO INTELIGENTE Página 22 
 
 
 
 
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CASCO INTELIGENTE Página 23 
 
 
 
3. ESTUDIO DE MERCADO 
Para el desarrollo de cualquier producto es muy importante realizar un estudio de mercado el cual 
facilite la toma de decisiones empresariales para maximizar las garantías de éxito. 
En este apartado se estudia la normativa española vigente, se determina los clientes potenciales, 
se analiza la potencial competencia actual en el mercado y que podemos ofrecer para diferenciarnos 
de ellos. 
 
3.1 Marco político-legal 
Tras unos años de debate en España causada por el crecimiento exponencial de los usuarios VMP 
y por su falta de regulación a la hora de circular por las calles, en 2020 el gobierno de España fijó, 
definitivamente, la normativa relacionada con los Vehículos de Movilidad Personal a través del Real 
Decreto 970/2020 que entró en vigor el 2 enero de 2021. 
A pesar de que el decreto ya está en vigor, aún quedan algunos detalles donde la normativa no 
queda bien definida, y por este motivo está siendo constantemente revisada y actualizada. Cabe 
decir que cada municipio tiene la última palabra para ajustar la ordenanza a sus necesidades. Las 
ciudades más restrictivas en España son Barcelona, Madrid y Valencia, que a su vez, son las 
ciudades donde más número de usuarios encontramos. 
3.1.1 Clasificación de los VMP 
La normativa clasifica los VMP según su velocidad y en función de la altura y de los ángulos 
peligrosos que puedan provocar daños en caso de accidente. Se diferencian los siguientes grupos 
A, B, C0 (sólo se define en alguna comunidad), C1 y C2. La tabla muestra las características 
principales de cada grupo, ordenados de menor a mayor potencia (AccesorioPatineteElectrico, 
2022). 
 
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CASCO INTELIGENTE Página 24 
 
 
 
 
Tabla 1 Tabla de clasificación de VMP de la DGT (AccesorioPatineteElectrico, 2022) 
 
Tipo A: Patinetes eléctricos, hoverboards, monociclos eléctricos. 
Tipo B: Patinetes eléctricos avanzados, segways. 
Tipo C: Bici taxis 
Respecto a los patinetes eléctricos, la mayoría que circulan por las calles son de tipo A ya que la 
mayoría tienen fijada su velocidad máxima para cumplir con las especificaciones. No obstante, estos 
datos no son muy relevantes teniendo en cuenta que los patinetes se pueden trucar y aumentar su 
velocidad con cierta facilidad. 
Este trabajo se centra esencialmente en el estudio de los patinetes eléctricos, los cuales son los 
más populares de entre los diferentes VMP. 
3.1.2 Normativa de los patinetes eléctricos 
En los siguientes puntos detallaremos la normativa actual respecto los patinetes eléctricos 
(AccesorioPatineteElectrico,2022): 
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CASCO INTELIGENTE Página 25 
 
 
 
 Por norma general circular por el carril bici. También se contempla que circulen por zonas 
de 30 km/h y por las aceras con velocidad reducida dependiendo de la localidad. En todo 
caso, al igual que con el resto de vehículos, los peatones siempre tienen la preferencia. 
 La velocidad máxima será de 25 km/h por norma general. 
 Son vehículos uni-plaza. Queda totalmente prohibido circular con más de una persona a 
la vez. 
 En la última actualización se aprobó que se obligatorio el uso del casco. Antes solamente 
personas menores de 16 años o patinetes de tipo B. 
 De momento, no es obligatorio contratar un seguro. Simplemente la DGT recomienda su 
contratación como medida de protección personal y de terceros. Para alquilar patinetes con 
fines económicos entonces sí que es obligado su contratación. 
 No es obligatorio matricular este tipo de vehículo. 
 Próximamente será obligatorio un certificado de circulación. Aun no se ha concretado 
mucha más información al respecto, pero los vehículos llevaran un código QR que acredite 
que cumple todos los requisitos mínimos. Esta medida entrará en vigor 2 años después que 
sea publicada y regulada oficialmente en el BOE. 
 Algunos ayuntamientos ya han exigido que los usuarios tengan un seguro de 
responsabilidad civil que garantice cobertura ante posibles incidentes. 
 Es obligatorio llevar sistema de luces. 
 No es obligatorio llevar chaleco reflectante. 
 Está prohibido circular con asiento con los patinetes eléctricos. 
Haremos un hincapié en la normativa específica de las tres ciudades con más número de usuarios 
en España para dar a conocer un poco más la regulación actual y poder comparar (RACE, 2021) . 
 BARCELONA MADRID VALENCIA 
Edad mínima 16 15 16 
Zona 
circulación 
Carril bici. 
Parques a 10 km/h. 
Zona exclusiva peatones 
solo tipo A y C2 a 10 km/h. 
Aceras solo patinetes 
eléctricos tipo A y B si es 
ancha (más 4,75 m) 
Carril bici, ciclocalles y 
pistas bici. 
Por la calzada en zonas de 
30 km/h solamente VMP 
de tipo B. 
 
Carril bici, ciclocalles y 
pistas bici. 
Vías de sentido único 
Prohibido circular por 
aceras excepto tipo A a 
10 km/h 
Otras normas VMP tipo B deben llevar 
elementos reflectantes, 
luces y timbres. 
 
Tabla 2 Comparativa de la normativa de circulación 
 
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CASCO INTELIGENTE Página 26 
 
 
 
Como podemos ver la normativa no se caracteriza por ser clara y concisa. Lo que sí que se puede 
asegurar es que la utilización del casco ha cogido un fuerte peso debido a su obligación sin ninguna 
excepción. 
3.2 Análisis demanda 
Actualmente no tenemos acceso a un estudio de la oferta y demanda de cascos para patinetes 
eléctricos. No obstante, se puede analizar la demanda de los patinetes eléctricos para así reflejar 
la demanda de los propios cascos. 
En los últimos años se han vendido más de 800.000 patinetes eléctricos en toda España. En 2020, 
con el fenómeno del Covid-19, la cifra de ventas se disparó con un incremento de demanda cerca 
del 150%, con 160.000 unidades vendidas por año. Este boom también ser reflejó en el 2021, que 
cierra el año con unas ventas sobre 285.000 unidades en toda España. Esta tendencia, según los 
expertos, continuará al alza durante los próximos años y la previsión para 2022 es de unas 300.000 
unidades (ChannelPartner, 2021). 
Si nos fijamos en el precio medio de estos vehículos vemos que es alcista. El precio medio se prevé 
que termine el año sobre 360 euros, casi 100 más que el que tenía 2019. Esto refleja la relevancia 
que están cogiendo estos vehículos debido al cambio de papel en la finalidad, ya que al principio 
prácticamente se consideraban juguetes y ahora han pasado a convertirse en la alternativa del 
futuro para la movilidad, compitiendo con coches, motos y bicicletas. Por esto, los patinetes cada 
vez están más equipados, con más autonomía, más potencia, mejores frenos, mejor conectividad 
con los móviles y más funcionalidades (movilidadeléctrica.com, 2020). 
Esto da que pensar, ¿que nos deparará el futuro en lo que respecta a la movilidad? Eso es incierto, 
lo que sabemos con certeza es que ya hay muchas empresas invirtiendo mucho dinero en este 
sector, tanto en la fabricación de patinetes eléctricos y los accesorios que los acompañan, como en 
la industria de alquiler de estos mismos. Por poner un ejemplo, en Madrid actualmente existen 21 
empresas de alquileres de patinetes vía App. 
La conclusión de este estudio es dar a entender este gran aumento de número de patinetes 
eléctricos en nuestras calles y lo que ello conlleva. Es un sector que en España crece año tras año 
de manera consolidada y desde el punto de vista económico es una apuesta de futuro garantizada. 
 
3.3 Análisis productos competencia 
En esta parte se expone que modelos de casco inteligente se encuentran hoy día en el mercado. A 
su vez, se hacen dos pinceladas a las propuestas de futuro que presentan las compañías 
tecnológicas más punteras. 
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CASCO INTELIGENTE Página 27 
 
 
 
3.3.1 Empresa Livall 
La empresa Livall fueron de las primeras compañías en implementar este tipo de cascos 
inteligentes, allá en 2014. Se les conoce por patentar un sistema de detección de caídas y alarma 
SOS, el cual se activa en caso de caída seguido de un período sin movimiento. El sistema es capaz 
de alertar a tus contactos de emergencia con tu ubicación GPS para socorrer incluso en los sitios 
más inéditos. Actualmente poseen una gama de cascos para todos los usuarios y para todas las 
carteras, donde ofrecen cuatro tipos de monturas: urbano, carretera, montaña o esquí. A 
continuación, presentamos su gama principal de cascos urbanos desde el más básico hasta el más 
avanzado (LIVALL, 2022). 
Modelo Características Preci
o 
 
Fig. 4: Casco LIVALL C20 (Amazon.es, 
Casco LIVALL C20, 2022) 
- Sist. Detección caídas y alarma SOS. 
- Regulación tamaño en la parte de la nuca y 
en la correa. 
- Se enciende automáticamente 
- Luces LED detrás. 
- Luces de freno se activan mediante sensor 
de aceleración. 
- App incluida vía Bluetooth compatible con 
aplicaciones de salud y deporte. 
- Carga con USB. 
- Batería de 48h. 
70€ 
 
Fig. 5 Casco LIVALL BH51M Neo 
(Amazon.es, Casco LIVALL BH51M 
NEO, 2022) 
- Sist. Detección caídas y alarma SOS. 
- Regulación tamaño en la parte de la nuca y 
en la correa. 
- Luces LED detrás y delante. 
- Luces de freno se activan mediante sensor 
de aceleración. 
- Intermitentes. 
- Altavoces estéreo 
- Micrófono a prueba de viento. 
- Atender llamadas, recibir navegación por voz 
o alertas de tráfico y meteorológicas. 
- Mando para las funciones vía Bluetooth. 
- App incluida vía Bluetooth compatible con 
aplicaciones de salud y deporte. 
- Carga USB 
- Batería de 48 h. 
180 € 
 
Todos los modelos se ofrecen con diferentes tallas y colores. Destaca la calidad de sus servicios, 
principalmente motivado gracias a su sistema premiado de detección y alarma de accidentes, y a 
su conectividad vía App, la cual brinda numerosas funcionalidades. 
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CASCO INTELIGENTE Página 28 
 
 
 
3.3.2 Empresa Lumos 
Empresa de Estados Unidos lanzó su primer modelo en el 2015. Se caracteriza por sus bonitos 
diseños y por su buena conectividad. Su éxito ha sido tal en los últimos años que, en 2019, la 
empresa Apple empezó a comercializar sus cascos en algunas de sus tiendas físicas. Se diferencia 
de otras marcas por su conectividad con Apple Watch, que es un Smartwatch de la marca Apple, y 
también por incorporar el sistema de seguridad MIPS. El MIPS, o ‘Multi-Directional Protection 
System’, es un sistema que protege frente a impactos multidireccionales reduciendo las fuerzas 
rotacionales en el cerebro, mejorando así la efectividad del casco frente a accidentes (LUMOS, 
2022). 
Esta compañía también propone modelos tipourbano y tipo carretera. A continuación, se presentan 
dos tipos de cascos, en concreto el más asequible y el más equipado (que están disponibles en en 
su página web). 
Modelo Características Precio 
 
Fig. 6 Casco LUMOS Ultra (Amazon.es, 
Casco LUMOS Ultra, 2022) 
- Regulación tamaño en la parte de la 
nuca y en la correa. 
- Luces LED detrás y delante. 
- Intermitentes 
- Accionamiento con controles físicos. 
- Luz de freno automática (opcional) 
- Batería recargable LiPo 3,7V 
1100mAh 
 
120$ - 106€ 
 
*Con sist. 
MIPS: 
150$ - 133€ 
 
Fig. 7 Casco LUMOS Matrix (Amazon.es, 
Casco LUMOS Matrix, 2022) 
- Regulación tamaño en la parte de la 
nuca y en la correa. 
- Luces LED delante. 
- 77 leds RGB programables en la 
parte posterior 
- Intermitentes 
- Accionamiento con controles físicos. 
- Luz de freno automática 
- Batería recargable LiPo 3,7V 
1800mAh 
- Compatible con Apple Watch, Apple 
Health y Strava 
 
250$ - 221€ 
 
*Con sist. 
MIPS: 
280$ - 248€ 
 
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CASCO INTELIGENTE Página 29 
 
 
 
3.4 Otros diseños alternativos 
3.4.1 Casco Airbag - Hövding 
Empresa sueca fundada en 2005, ha desarrollado un sistema de protección de la cabeza sin la 
utilización del casco tradicional. La idea aparece de fusionar seguridad y comodidad al mismo 
tiempo. Se trata de un airbag que sitúa en el cuello que se despliega cuando detecta una caída 
rodeando la cabeza por completo. Es muy pequeño y manejable, y dispone de una batería con 
capacidad de 13h con carga mediante USB. 
La principal ventaja es el aumento de seguridad, con la que aseguran que es 8 veces más seguro 
que la utilización de un casco convencional. Respecto las desventajas cabe decir que en España 
no se puede utilizar ya que el uso de casco es obligatorio y por otro lado su precio es muy elevado, 
la gama empieza en 350€ (Hövding, 2022). 
 
Fig. 8 Casco airbag Hövding (Hövding, 2022) 
 
3.4.2 Led extraíble con conexión inalámbrica 
Para la gente que ya posea su propio casco y quiera implementar estas tecnologías sin tener que 
reemplazarlo por otro nuevo, existen diversas alternativas que les puede interesar. Un elemento 
muy popular actualmente, se trata del empleo de una luz led que se acopla en la parte trasera del 
casco. 
El producto de la marca Overade es un claro ejemplo. Esta luz led se coloca en el casco mediante 
un soporte y permite alumbrar la parte trasera de este. Alumbra con una luz fija en color rojo y te 
permite realizar las indicaciones de los intermitentes mediante un mando a distancia situado en el 
manillar (de forma inalámbrica). Se integra perfectamente en el casco gracias a la forma redondeada 
que posee, un factor muy importante para no comprometer a la efectividad del casco. Su precio 
ronda los 50 euros (Amazon.es, OVERADE - Iluminación extraíble, 2022). 
 
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CASCO INTELIGENTE Página 30 
 
 
 
 
Fig. 9 OVERADE - Iluminación extraíble (Amazon.es, OVERADE - Iluminación extraíble, 2022) 
 
3.4.3 Mochilas con iluminación LED 
Otra opción muy interesante es el empleo de mochilas que equipan LED’s integrados en la parte 
exterior para la realización de indicaciones, como se observa en la imagen. Su control se realiza 
mediante un mando situado en el manillar, cerca de la mano. En el mercado ya hay diferentes 
empresas que los comercializan y suelen rondar los 30-50€. La mochila de la marca Fischer es un 
buen ejemplo. Este puede realizar hasta 4 señalizaciones: intermitentes derecha e izquierda, peligro 
y señal de detenerse (Amazon.es, Mochila FISCHER, 2022). 
 
Fig. 10 Mochila FISCHER con visibilidad LED (Amazon.es, Mochila FISCHER, 2022) 
 
3.4.4 Casco Closca 
De la mano de la empresa española Closca, nos ofrecen este tipo de casco plegable. Con un 
atractivo diseño moderno, es un casco para patinetes que tiene un sistema revolucionario plegable. 
Todo y que aún no incorpora sistemas ‘inteligentes’ integrados, este tipo de casco es digno de 
mencionar ya que cubre la necesidad de muchos usuarios de poder guardar el casco más fácilmente 
en cualquier lugar (Amazon.es, 2022). 
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Fig. 11 Casco plegable CLOSCA (Amazon.es, 2022) 
 
3.5 Conclusión estudio de mercado 
La conclusión de este apartado es visibilizar el interés en el desarrollo de este tipo de cascos y las 
diferentes opciones que existen a día de hoy. El empleo de cascos inteligentes aún no está muy 
adentrado en nuestra sociedad y existe un mercado para su comercialización, principalmente 
motivado por la poca competencia actual de estos productos. 
Además, con la nueva normativa española vigente que obliga su uso, y si el número de usuarios 
continúa creciendo año tras año como se prevé, es una propuesta garantizada apostar por el 
desarrollo de nuevos cascos inteligentes innovadores, con diseños atractivos y a precio competitivo. 
 
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CASCO INTELIGENTE Página 32 
 
 
 
 
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CASCO INTELIGENTE Página 33 
 
 
 
4. ANÁLISIS DE USUARIOS 
En este apartado se profundiza en el estudio de quiénes son los usuarios y con qué finalidad usan 
los VMP. En un estudio realizado por el RACC en la ciudad de Barcelona en 2020 (RACC, 2020), 
se analizó el perfil de los usuarios para comprender las claves de este fenómeno y proponer 
recomendaciones para mejorar la convivencia y garantizar la seguridad de los usuarios. Los 
resultados concluyeron principalmente en los siguientes puntos: 
 Dos de cada tres que los usan son menores de 30 años. 
 El 56% cuenta con menos de un año de experiencia. 
 El 52% del motivo de desplazamiento es para ir al trabajo o para ir a los estudios. 
 El 80% de los trayectos son inferiores de 5km. 
 El 57% aseguran sentirse vulnerables al circular con ellos. 
 De media, el 51% desconocen aspectos básicos de la normativa. Un 13% reconoce haber 
estado multado mientras circulaba. 
 El 94% no respeta el límite de velocidad de 10 km/h cuando circulan sobre la acera. 
A continuación, se detalla estos resultados mediante el uso de gráficos comparándolos con la 
información obtenida en 2020. En este 2021, el 83% de los usuarios antes usaban el transporte 
público o iban a pie o en bicicleta para desplazarse. En 2020 era del 90%, lo que indica el aumento 
de usuarios provenientes de uso de coches y motos tanto privados como con sharing. 
 
Fig. 12 Gráfico del modo de transporte del cual proceden los usuarios de VMP (RACC, 2020) 
 
Los motivos del cambio han sido motivados gran parte por su rapidez que ofrece en contorno 
urbano, y el ahorro de dinero que implica. 
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CASCO INTELIGENTE Página 34 
 
 
 
 
Fig. 13 Porcentajes de los motivos de cambio de tipo de transporte (RACC, 2020) 
 
Ahora bien, en el aspecto de seguridad tenemos que entre 2020 y 2021 ha crecido la accidentalidad 
en más de un 20%. Esencialmente, esto se debe al mayor número de usuarios, hecho que implica 
mayor número de accidentes, y a la falta de protección frente a estos ya que son vehículos donde 
vas muy expuesto. 
Respecto a los usuarios que usan el casco, no existen cifras actuales. No obstante, con la reciente 
obligatoriedad por ley de su uso, aumentará exponencialmente el número de usuario que equipen 
casco. Si observamos datos de años anteriores, se ve claramente la tendencia al alza donde cada 
vez más usuarios, año tras año, hacen uso de esta protección tan importante. 
Para terminar, se diferencia los grupos de usuarios de VMP según el uso que le den y de sus 
principales preferencias a la hora de comprarse un casco. Es una distinción general hecha a partir 
de datos publicados en España. 
El primer y mayor grupo que diferenciamos, es la de adultos que utilizan este tipo de vehículo a 
diario para ir a trabajar o estudiar (moverse en general por la ciudad). Se caracterizan por trayectos 
cortos y urbanos. Sus necesidadesvienen dadas por los siguientes puntos por orden de 
preferencia: 
 Seguridad frente de accidentes. 
 Visibilidad (en todo momento) 
 Comodidad. 
 Práctico (no muy sobre diseñado / fácil de usar) 
 Diseño bonito (no muy ostentoso y más tradicional) 
 Calidad de producto (duradero) 
 Tecnológico (la tendencia nos indica que cada vez más se decantan por apostar con este 
tipo de cascos) 
 Precio medio (están dispuestos a pagar algo más ya que su uso es muy frecuente y dada 
su importancia a la hora de proteger la cabeza) 
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CASCO INTELIGENTE Página 35 
 
 
 
El segundo grupo son adultos que usan el casco esporádicamente para disfrutar en días puntuales 
por caminos y zonas más apartadas. Este grupo es mucho más pequeño que el anterior, pero es 
de interés porque si extrapolamos el producto a usuarios de bicicletas, vemos que existe un 
mercado muy extendido y que, en los últimos años y por factores como la pandemia, su demanda 
está disparada. Sus preferencias en este grupo son: 
 Seguridad frente de accidentes. 
 Visibilidad. (más enfocada a la noche o cuando estén circulando por una vía con otros 
vehículos) 
 Diseño más arriesgado (por lo general, buscan modelos más llamativos) 
 Precio medio/alto (al ser mayoritariamente ser usado como hobby la gente tiende a mirar 
menos el precio y guiarse más por el corazón) 
 Comodidad. 
 Tecnológico (en este grupo también la tendencia por apostar por cascos inteligentes está 
subiendo) 
El tercer grupo son los usuarios, por lo general adolescentes/jóvenes, que usan este vehículo con 
ámbito urbano, pero no tan pendientes de priorizar su seguridad ya que el casco es más como una 
obligación. Sus preferencias son pocas: 
 Seguridad frente de accidentes. 
 Precio barato. 
 Diseño atractivo 
En el cuarto y último grupo que diferenciaremos, se trata de los usuarios que utilizan los patinetes 
de alquiler que, con la diversidad empresas que han decidido apostar fuerte por este mercado, y 
debido a la nueva normativa de obligado uso de casco, el número de usuarios crecerá y por 
consiguiente la demanda de estos cascos. Las principales preferencias de estos cascos serán: 
 Seguridad frente de accidentes. 
 Durabilidad (al ser de alquiler tiene que ser resistente debido a su uso por multitud de 
usuarios) 
 Precio asequible (debido a que a menudo se tendrán que cambiar) 
 Fácil uso. 
 Tallaje bastante universal (para adaptarse a la cabeza de los máximos usuarios posibles) 
 Comodidad 
 Tecnológico. Buena conectividad 
 
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5. ANÁLISIS DE FUNCIONES 
En este apartado se realiza un análisis funcional del proyecto para considerar que funciones esperar 
de un casco inteligente. Para empezar, con la información extraída del análisis de mercado y análisis 
de usuarios, se actualiza el árbol de funciones. 
5.1 Árbol de funciones 
 
Fig. 14 Árbol de funciones 
En la Figura 14 puede verse el árbol de funciones correspondiente. Se trata de un análisis funcional 
básico, cuyo árbol podría extenderse más hacia la derecha para detallar más las funciones y/o hacia 
abajo incorporando más funciones. Pero consideramos que representa la funcionalidad mínima 
esperable en un casco inteligente de VMP. 
 
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CASCO INTELIGENTE Página 38 
 
 
 
5.2 Descripción de las funciones 
Los bloques en el árbol de funciones están ordenados según su importancia. A continuación, se 
describe cada punto explicando brevemente las características principales en que se centra cada 
función. 
En el primer bloque se detalla la función esencial de cualquier tipo de casco: la de minimizar el 
impacto para proteger la cabeza en caso de accidente. En esta función se diferencian tres 
subfunciones que son muy útiles para cumplir esta función. 
 Ser resistente a golpes: se necesita crear una estructura que, combinada con una correcta 
elección de los materiales, disipe la máxima energía de los posibles impactos en la cabeza 
de la manera más eficiente evitando así lesiones craneoencefálicas. Como ja se ha visto, 
también existen tecnologías avanzadas como por ejemplo el sistema MIPS. 
 Adaptarse a la cabeza: el casco debe sujetarse correctamente en la cabeza del usuario 
para que actúe de la mejor forma en caso de accidente. Para ello, los cascos suelen tener 
diferentes tallas para ajustarse a diferentes tamaños de cabeza. 
 Regular el ajuste del casco: para terminar de tener un buen ajuste del casco, hace falta 
implementar diferentes elementos para su regulación. El elemento esencial, y que obliga la 
ley para todos los cascos, es la correa que sujeta el casco a la cabeza por la zona de la 
barbilla. Ésta nos asegura que el casco no se separe de la cabeza en ningún momento. 
Otro elemento también esencial tanto en seguridad como en comodidad, es el recubrimiento 
interior del casco con almohadillas. Su funcionalidad es la de coger la forma de la cabeza 
del usuario reduciendo así la holgura y proporcionando más confort. 
Por último y de manera opcional, para conseguir un óptimo ajuste es común utilizar un 
sistema en la nuca de apriete. Es muy útil para fijar bien el casco y eliminar cualquier posible 
holgura. 
En el segundo bloque, y por consiguiente el segundo más importante, encontramos la funcionalidad 
de ser vistos. Diferenciamos los siguientes puntos: 
 Reflejar la luz: su uso es obligado en la mayoría de vehículos y ya se está estudiando su 
uso obligatorio para los cascos en general. Estos elementos aportan gran seguridad en 
situaciones de poca visibilidad gracias a su capacidad de reflejar la luz procedente de otros 
vehículos para alertar de la presencia del usuario. Las principales ventajas son la seguridad 
que aporta para su sencillez y que su vida útil es muy grande, ya que no depende de ninguna 
fuente de energía. 
 Alumbrar parte delantera: como el nombre indica, se basa en alumbrar la parte delantera 
de manera que de visibilidad mientras circule, a la vez que ayuda a alertar de la presencia 
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CASCO INTELIGENTE Página 39 
 
 
 
del usuario. Actualmente es muy común encontrar un foco led gracias a su buena iluminación 
y su bajo consumo de energía. 
 Alumbrar parte trasera: es muy importante alertar a los vehículos que alcanzan al usuario 
por detrás, tanto de su presencia como de las acciones que va a realizar. Como en el anterior 
caso, alumbrar en todo momento es lo básico para aumentar la seguridad al circular. 
Además, dentro de este mismo apartado, se diferencias tres apartados más: 
o Indicar sentido de giro: en esta acción el usuario indica en qué dirección va a tomar 
el giro. En los vehículos, por lo general, se indica con una luz naranja situada una en 
cada lado conocidas como intermitentes. En los cascos inteligentes, es más útil el 
uso de flechas que indica hacia qué sentido se tomará el giro, debido a su reducido 
espacio. 
o Indicar acción de frenada: esta acción sirve para indicar una frenada, es decir, 
cuando el usuario reduzca la velocidad. Para ello, es común el uso de una luz roja 
indicando la acción de frenado. 
o Indicar situación de emergencia: para cuando el usuario tenga una avería o 
situación parecida donde se encuentre parado en un sitio, es una función muy útil 
para alertar a otros usuarios. Se suele representar con una luz naranja parpadeando. 
En el tercer bloque, se encuentran las funciones más avanzadas tecnológicamente y con más 
infinidad de aplicaciones. En este bloque se explican dos puntos generales que son interesantes 
para el desarrollo de cascos inteligentes: 
 Comunicarse con App: lo más habitual hoy en día para implementar funcionalidades es 
utilizar las aplicaciones conocidas como Apps. Estas apps permiten infinidad de 
funcionalidades como monitorizar tusregistros de los viajes, poder ver la velocidad a la que 
circulas, indicar la acción de los intermitentes y luces de emergencia, entre muchas otras. 
Las ventajas de esta solución es que las aplicaciones se van actualizando y mejorando 
periódicamente y, por tanto, puedes disfrutar de las últimas funcionalidades sin necesidad 
de comprar otro dispositivo, por ejemplo. 
 Realizar llamada de socorro: De las funciones más desarrolladas en los últimos años, y 
cada vez más común en los cascos inteligentes y dispositivos inteligentes como relojes, se 
trata de una función donde el casco a través de unos sensores es capaz de detectar una 
posible caída y alertar a los servicios de emergencia enviando tu posición actual a través de 
tu móvil. 
Por último, se encuentra el bloque de recibir energía eléctrica. Esta funcionalidad trata de garantizar 
un suministro eléctrico para que el conjunto de soluciones puedan funcionar durante un período de 
tiempo. 
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CASCO INTELIGENTE Página 40 
 
 
 
5.3 Pliego de condiciones funcionales 
En la siguiente tabla del pliego de condiciones funcionales se indica las funciones según sus 
parámetros que deben tener y los elementos que las configuran. 
Función Parámetro/Nivel Elementos 
1.1- Ser resistente a los golpes Norma UNE-EN 1078:2012+A1:2012 Casco (carcasa) 
1.2- Adaptarse a la cabeza Talla: S (52-55 cm), M (55-58 cm), L 
(58-61 cm) 
Casco (carcasa) 
1.3- Regular el ajuste del casco --- Correas 
2.1- Reflejar la luz --- Cinta reflectante o 
fosforescente 
2.2- Alumbrar parte delantera Potencia: 2-10 W Faro LED blanco 
2.3.1- Indicar sentido de giro Potencia: 2-5 W, intermitente Conjunto LEDs rojos 
+ control 
2.3.2- Indicar acción de frenada Potencia: 4-10 W Conjunto LEDs rojos 
+ control 
2.3.3- Indicar situación de 
emergencia 
Potencia: 2-5 W, intermitente Conjunto LEDs rojos 
+ control 
3.1- Comunicarse con app Bluetooth ≥4.0 (32 Mbit/s) o WiFi ≥ 54 
Mbit/s 
Chip Bluetooth/WiFi 
3.2- Realizar llamada de SOS en 
caso de accidente 
Aceleración en los ejes X,Y,Z: ≥ 2g 
Bluetooth ≥4.0 
Sensor de 3 ejes + 
Chip Bluetooth/WiFi 
4.1- Tener autonomía energética Autonomía: >5 h 
Capacidad: >300 mAh 
Voltaje; 3,7 V 
Batería ion-Li + 
cableado 
 
Tabla 3 Pliego de condiciones funcionales 
 
 
 
 
 
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CASCO INTELIGENTE Página 41 
 
 
 
6. ESTUDIO DE ALTERNATIVAS 
La complejidad del proyecto la determinará qué tan factible es cumplir cada función teniendo en 
cuenta los recursos disponibles y habilidades. En este apartado, se realiza un estudio para elegir la 
mejor opción para el alumbrado trasero, para los controles y para el accionamiento de la luz de 
freno. Para ello, se clasifica y evalúa cada una de las alternativas según una serie de criterios. El 
objetivo final es el de tratar de generar un concepto de solución para la obtención del producto final. 
La principal técnica que se utiliza para el proceso creativo es la sinéctica. La sinéctica es una 
metodología que se basa en buscar los problemas relacionados y a continuación las soluciones que 
se disponen, principalmente, utilizando analogías del análisis de productos relacionados del 
mercado visto anteriormente. 
Antes de empezar, se realiza un pequeño estudio de la solución propuesta en el anterior trabajo 
para debatir diferentes aspectos de la tecnología usada y ayudar en el proceso de elección de la 
solución. 
6.1 Estudio solución inicial 
En el anterior proyecto se propuso una matriz LED 8x8 como 
elemento que realizará las funcionalidades de iluminarse al circular 
(para ser vistos en condiciones de baja visibilidad), intermitentes 
(mediante la visualización de flechas) y finalmente la luz de frenado. 
En la figura 14 se observa la matriz LED utilizada en concreto. La 
conforman 64 leds rojos. 
Fig. 15 Matriz LED 8x8 alumbrando 
intermitente derecho 
Respecto a este apartado, la utilización de una matriz LED resulta muy útil ya que permite resolver 
variedad de funciones con un sencillo elemento. Por otro lado, las carencias son principalmente en 
el tipo de matriz utilizada, por una parte, por su pequeño tamaño (30x30 mm) y, por otra parte, por 
su baja potencia lumínica (muy débil para el uso que requiere). También es importante mencionar 
que para programar la matriz hay que recorrer cada fila y columna y que, en su implementación, se 
requieren de 16 cables (8 cables por cada fila y 8 cables por cada columna). 
La matriz LED 8x8 se controla con un microcontrolador de bajo consumo ESP32 mediante el empleo 
de tecnologías IoT. Básicamente el funcionamiento se basa en que el chip se conecta al WiFi del 
móvil y a la vez a un bróker, que mediante un software llamado Node-Red de internet, te permite 
configurar y visualizar un panel de control en el móvil. Con este panel de control (figura 16), se 
pueden controlar los intermitentes (flechas en color verde) y la luz de frenado (interruptor rojo). 
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CASCO INTELIGENTE Página 42 
 
 
 
 
Fig. 16 Dashboard de control del trabajo antecesor 
 
Esta solución resulta poco práctica para el día a día porque para su utilización se requiere de una 
preparación previa: crear una red wifi con el móvil, conectar el dispositivo al wifi y abrir el panel de 
control desde internet. También resulta poco práctico y, a la vez peligroso, que para emplear la luz 
de frenado se tenga que liberar la mano y pulsar el botón mientras se frena. 
Con la siguiente tabla se recogen en dos clasificaciones los puntos fuertes y mejorables de la 
solución propuesta por Íria. 
Puntos fuertes Puntos mejorables 
 Utilización de matriz LED 
 Funcionalidades elegidas 
 Microcontrolador ESP32 
 Tipo de matriz LED. 
 Los controles del accionamiento 
del freno. 
 Practicidad del conjunto. 
 Panel de control. 
Tabla 4 Estudio puntos fuertes/mejorables proyecto antecesor 
 
Para más información del anterior proyecto en el enlace de la bibliografía se encuentra la memoria 
al completo (Llausí Abad, 2021). 
 
6.2 Alternativas 
En este apartado se describe el análisis de alternativas. Este análisis se centra en las tres funciones 
derivadas del alumbrado en la Figura 14 y Tabla 3 con los códigos 2.3.x, ya que reúnen la 
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CASCO INTELIGENTE Página 43 
 
 
 
funcionalidad que mejor caracteriza a un casco inteligente, y que comparten unos mismos 
elementos, es decir, un conjunto de luces y un control o forma de comunicar la acción a realizar. 
El análisis se divide en tres partes: 1) disposición de las luces e información que ofrecen, 2) control 
de señalización de la maniobra de giro, y 3) control de la acción de frenado. 
6.2.1 Disposición de las luces e información que ofrecen 
Como se explica en el estudio de mercado, hoy día ya hay muchos ejemplos de cascos inteligentes 
y es fácil ver que entre las marcas equipen diferentes elementos para cumplir una misma función. 
La disposición de las luces es un claro ejemplo. Para esta elección de las luces se diferencian las 
siguientes dos alternativas: 
Alternativa A - Luces LED 
Consiste en una línea de luces LED monocolor (normalmente, rojo) en la 
que cada luz LED se enciende o apaga de forma individual o coordinada 
con el resto para indicar una maniobra concreta (giro a la derecha o 
izquierda, frenada, etc.), con la posibilidad de variar la intensidad de la 
luz. La dificultad se encuentra en adaptar las luces en el casco y en su 
coste, porque por lo normal cada señalización de maniobra requiere de 
su propio conjunto de leds y por tanto emplea más leds. Las ventajas son 
su alta seguridad, porque pone mucho énfasis en señalizar cada acción, 
y su sencilla programación. 
Alternativa B - Matriz LED RGB 
Dispone de una pantalla LED que permite el alumbrado y a la 
vez mostrar diferentes símbolos en función de la maniobra 
realizada. Esta alternativa es parecida a la solución inicial 
propuestaen el anterior trabajo. La diferencia principal es el tipo 
de LED de la matriz, que en este caso es led tipo RGB que 
permite el alumbrado en cualquier color en la escala RGB. Cada 
led RGB lo componen tres leds: uno rojo, uno verde y otro azul 
que, combinando los tres leds con diferentes intensidades por 
led, se consiguen miles de colores. Al tener tres leds cada led 
RGB, resulta también en una mayor potencia de alumbrado. No 
obstante, las ventajas están más allá de su color o potencia, ya 
que también presenta una más sencilla programación gracias a que la matriz incorpora un software 
integrado para controlar cada led independientemente. Esto se traduce en una implementación 
mucha más simple, porque para realizar las conexiones solo se requiere de un cable para los datos 
y dos más para la alimentación. Por último, resaltar que existen matrices tanto rígidas como flexibles 
Fig. 18 Casco Lumos Matrix 
(Amazon.es, Casco LUMOS Matrix, 
2022) 
Fig. 17 Casco Livall 
(Amazon.es, Casco LIVALL 
BH51M NEO, 2022) 
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y que, por tanto, mejora la adaptabilidad según el empleo que se desee hacer. En la Figura 18 hay 
un claro ejemplo del uso de esta matriz de la marca Lumos. 
Para hacer la comparación entre ambas alternativas se eligen una serie de criterios con el que poder 
avaluar y tomar una decisión. Los criterios están clasificados en una escala del 1 al 5 y cada criterio 
tiene aplicado un porcentaje según su grado de importancia. 
Criterios: 
1. Seguridad: se evalúa el nivel de seguridad que ofrece la alternativa al usuario (1=poco seguro 
/ 5=muy seguro). 
2. Implementación: indica el grado de dificultad de implementar la alternativa en el casco (1=muy 
difícil / 5=muy fácil). 
3. Coste: indica el coste de implementar la alternativa (1=muy caro / 5=muy barato). 
4. Fiabilidad: indica que grado de fiabilidad que presenta la alternativa sin tener fallos en su vida 
útil (1=poco fiable / 5=muy fiable). 
5. Flexibilidad: se evalúa la capacidad que tiene la alternativa de ser modificable para ser 
mejorada (1=poco modificable / 5=muy modificable). 
Criterio Peso Alternativas 
 A: Luces LED B: Matriz LED 
Seguridad 35% 4 4 
Implementación 20% 2 5 
Coste 20% 3 3 
Fiabilidad 15% 4 3 
Flexibilidad 10% 1 5 
TOTAL 100% 3,10 3,95 
Tabla 5 Matriz de decisión disposición de las luces 
 
En la Tabla 5 puede verse la matriz de decisión resultante, por la cual la alternativa B es la ganadora. 
La alternativa B es mucho más fácil de instalar en el casco que la A y, además, ofrece una mayor 
versatilidad a la hora de ofrecer diversidad de información en la matriz LED, por ejemplo, mediante 
símbolos. 
6.2.2 Controles de señalización de maniobras 
Respecto a las alternativas de los controles de señalización de maniobras, distinguimos entre dos 
soluciones: de manera analógica, mediante el empleo de controles físicos o, por el contrario, de 
manera digital, mediante el uso del móvil. 
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN CASCO INTELIGENTE Página 45 
 
 
 
Control físico 
Se trata de un mando que se sujeta en el manillar del VMP y se conecta con el casco vía Bluetooth. 
La ventaja que tiene es que es fácil de manejar, ya que se encuentra cerca de la mano permitiendo 
acceder a sus controles sin entrometerse en la conducción. Entre las desventajas, se encuentra en 
que el número de botones de la piña limita el número de funcionalidades que se pueden 
implementar. Además, necesita ser alimentado mediante pila o batería. 
Control con móvil vía App 
Más enfocado hacía la idea que se presentó en el anterior proyecto, esta alternativa trata de un 
control digital que realiza una app de un smartphone que se conecta con el casco vía Bluetooth o 
WiFi y donde se visualiza un panel de control en la pantalla táctil con las diferentes funcionalidades 
que ofrece. 
Sus ventajas son la capacidad de personalización y la diversidad de los controles, así como la 
posibilidad de implementar diferentes funcionalidades más avanzadas, como, por ejemplo, la 
llamada de socorro o la de recibir/hacer llamadas a través del casco. Asimismo, es una alternativa 
muy práctica en el caso de los VMP de alquiler, ya que siempre traes los controles contigo. 
Respecto a las desventajas, el manejo de los controles es más difícil que en un control físico y, 
además, requiere de un soporte para el smartphone en el manillar. 
 
Fig. 19 Ejemplos de controles físicos de señalización de la maniobra de giro disponibles en el mercado: a la izquierda, 
sistema Livall para el casco BH51M (Amazon.es, Casco LIVALL BH51M NEO, 2022); a la derecha, sistema Overade 
adaptable a cualquier casco (Amazon.es, OVERADE - Iluminación extraíble, 2022) 
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Los criterios utilizados para comparar ambas alternativas, valorados en una escala del 1 al 5, son 
los siguientes por orden de importancia: 
1. Facilidad de uso: evalúa la facilidad/comodidad en el manejo del control de señalización de las 
maniobras. 
2. Funcionalidad: evalúa el número de funciones que permite implementar. 
3. Coste: evalúa el coste de implementación de la alternativa. 
4. Energía: evalúa la necesidad de suministrar energía eléctrica al dispositivo. 
5. Aplicabilidad: evalúa el grado de extensión de la alternativa a diferentes situaciones (tipología 
de VMP, VMP particulares o alquilados, etc.). 
 
Criterio Peso Alternativas 
 A: Control físico B: Control App 
Facilidad de uso 30% 5 2 
Funcionalidad 30% 1 5 
Coste 20% 3 5 
Energía 10% 3 5 
Aplicabilidad 10% 2 4 
TOTAL 100% 2,9 4,0 
 
Tabla 6 Matriz de decisión del control de señalización 
En la Tabla 6 puede verse la matriz de decisión resultante, por la cual la alternativa de usar una app 
mediante el teléfono móvil es la ganadora, principalmente por sus mayores posibilidades de 
funcionalidad y de aplicabilidad, así como un menor coste pues utiliza el smartphone como panel 
de control. Además, para funcionar no se necesita aportar más energía que la que el propio 
smartphone dispone. 
 
6.2.3 Accionamiento luz de frenado 
En este apartado se estudian tres alternativas para accionar la luz de frenado. 
Botón en controles físicos 
Una de las alternativas más fáciles de implementar es añadir un botón en un control físico instalado 
en el manillar del VMP específicamente para la iluminación de la luz de frenado. Cuando el usuario 
vaya a reducir la velocidad simplemente deberá pulsar el botón y así alertar a los otros usuarios. 
Esta opción puede ser útil para indicar la acción de frenar en los VMP con freno regenerativo y en 
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situaciones de circulación tranquila, donde al soltar el acelerador, gracias al freno regenerativo, el 
vehículo eléctrico se frena solo y no hace falta la acción del freno. Por otra parte, tiene el 
inconveniente de que en las situaciones en que se deba frenar fuerte de forma repentina, el usuario 
no tendrá tiempo de pulsar el botón. 
Sensor/pulsador en el freno 
Se trata de un dispositivo, que situado en el vehículo, que detecta el accionamiento del freno y envía 
una señal Bluetooth o WiFi al casco para que encienda la señalización. Tiene un funcionamiento 
similar al que tiene cualquier vehículo motorizado, pero con conexión inalámbrica. 
Accionamiento automático 
Este accionamiento no requiere de intervención del usuario. La luz de frenado se encenderá cuando 
se detecte una desaceleración. Este tipo de sistema se puede programar a través de una app 
utilizando el GPS del smartphone o mediante sensores de aceleración incorporados en un 
dispositivo externo ubicado en el VMP o en el propio smartphone. 
Los criterios usados para comparar estas tres alternativas son, por orden de importancia: 
1. Seguridad: se valora la rapidez de la acción, es decir, el tiempo entre el momento en que se 
pulsa la maneta de freno