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Os desenvolvedores auxiliam os esforços do COVID-19 com projetos de ventiladores de baixo custo


Os ventiladores são projetados para manter o oxigênio nos pulmões e remover o dióxido de carbono. Eles são uma ferramenta importante para o tratamento de casos graves de COVID-19 porque o vírus pode atacar os cílios nos pulmões. Se isso acontecer, o muco se acumula nos pulmões e aumenta o risco de infecção secundária, dificultando a absorção de oxigênio pelos pulmões. Estamos enfrentando muitas emergências neste período incerto de tempo, e não menos delas é a falta de respiradores, já que as unidades de saúde estão entrando em colapso devido ao grande número de pacientes com coronavírus. COVID-19 está se espalhando muito rapidamente em todo o mundo. Por causa dessa alta taxa de difusão, muitos recursos hospitalares não estão imediatamente disponíveis. Muitas indústrias e empresas estão construindo diferentes dispositivos médicos e de saúde, como máscaras, respiradores, cotonetes, medicamentos e ventiladores em tempo recorde. Este último permite que as pessoas continuem respirando ou respirem melhor, pois o maior problema do COVID-19 é o bloqueio dos pulmões ( Figura 1 ) Neste momento de necessidade, pessoas com orientação técnica iniciaram um grande projeto de código aberto para planejar e produzir dispositivos destinados a ajudar os pacientes, incluindo ventiladores. O projeto envolveu a participação de centenas de engenheiros, profissionais médicos e pesquisadores. Muitos designers usam impressão 3D e outras tecnologias para criar peças sobressalentes e equipamentos sob demanda.

Figura 1:um ventilador profissional (Imagem:Hamilton Medical)

Como funcionam os ventiladores?

Esses dispositivos auxiliam a respiração, levando oxigênio para os pulmões e removendo o dióxido de carbono. O oxigênio pode ser controlado por meio de um monitor. O ventilador é conectado ao paciente por meio de um tubo que é colocado na boca ou nariz. Os ventiladores modernos são controlados eletronicamente por um pequeno computador embutido. Eles são classificados como sistemas críticos à vida e devem ser tomadas precauções para garantir que sejam confiáveis.

Os projetos

Vários designs de ventiladores, muitos dos quais também estão presentes no GitHub, desempenham um papel importante quando os hospitais e residências não têm dispositivos suficientes disponíveis. Muitas idéias envolvem a construção de ventiladores rudimentares de baixo custo que podem ajudar na respiração durante uma crise pulmonar aguda. No entanto, esses são dispositivos que afetam as condições médicas das pessoas. Por esse motivo, o médico deve ser consultado e informações aleatórias encontradas na internet não devem ser levadas em consideração. Na verdade, existem riscos significativos com o uso de ventiladores, especialmente se eles operam em alta pressão.

Dispositivo de ventilação de código aberto de baixo custo (PAPR)

Este projeto está disponível no GitHub ( Figura 2 ) É um dispositivo de baixo custo que, se usado corretamente, pode salvar muitas vidas. Ele funciona a uma frequência respiratória programável (10–16 respirações / minuto) e pode gerar um pico de pressão nas vias aéreas de até 45 cmH20, embora exceder 20 cmH20 possa ser perigoso. Ele apenas empurra o ar atmosférico (com 21% de oxigênio). Para outras taxas de oxigenação, é necessário equipamento profissional, mas o dispositivo é útil e valioso em situações de emergência quando não há alternativa. O projeto ainda está aberto a alterações e sugestões. O criador está à disposição para colaborar com empresas e fornecedores para a produção em massa do dispositivo. Na verdade, alguns componentes podem não estar facilmente disponíveis em curto prazo. O dispositivo ainda é mínimo. Seria interessante projetar um sistema exaustivo para minimizar a propagação viral. Na verdade, ele só funciona em ambientes já infectados, onde há gotículas contendo vírus suspensas no ar. O gerenciamento da operação é confiado ao Arduino. Os sistemas e soluções também devem ser estudados para evitar que o ventilador se torne perigoso no caso de uma queda de energia.

Figura 2:Um projeto de ventilador (Imagem:GitHub)

O Ventilador Pandêmico

Este projeto está disponível no Instructables e pode ser feito com componentes facilmente disponíveis ( Figura 3 ) Embora seja inteiramente baseado em técnicas de DIY, o objetivo é salvar vidas. Ele pode ser usado como um ventilador de emergência. O número de pessoas que solicitarão este tipo de tratamento provavelmente será maior do que o número atual de ventiladores existentes. Os hospitais não podem comprar todos os ventiladores de que precisam; isso seria impossível. Este dispositivo possui um design muito simples, mas utiliza um moderno sistema de controle eletrônico. Ele usa madeira, fita, sacos plásticos, tubo roscado, válvulas solenóides, interruptores magnéticos e um PLC. O dispositivo é continuamente atualizado e aprimorado, tanto em recursos de hardware quanto de software. As informações reportadas no projeto alertam que o protótipo apresentado é apenas experimental e não foram realizados testes de segurança. Na verdade, um ventilador é um dispositivo potencialmente perigoso e deve ser usado apenas por um médico treinado e certificado. A sua utilização, portanto, é realizada sob sua própria responsabilidade. Consiste basicamente na unidade de fole, que é feita de madeira, válvulas e tubos; um controlador PLC; alguns fios e interruptores; e uma fonte de alimentação. A unidade inteira é montada em um pedaço de madeira compensada medindo 18 × 21 × 0,5 polegadas. Válvulas normalmente abertas e normalmente fechadas são necessárias. Eles devem ser do tipo solenóide de ação direta para operar com ar. Acessórios roscados com fita de Teflon e adaptadores também são necessários. O fole é feito com um grande saco para freezer.

Figura 3:o ventilador pandêmico (Imagem:Instructables)

As válvulas são conectadas com tubo e montadas de forma que o T do fole se alinhe com o centro da unidade de fole. Aqui, são usados ​​acessórios para tubos roscados com Teflon. A dobradiça do fole é feita de quatro peças de 1,5 × 7 × 0,625 pol. peças de madeira compensada e 1,5 × 1,5 × 17 pol. pedaço de madeira, dois de 3 pol. dobradiças. e 2 × 12,5 pol. reforço. Figura 4 mostra alguns detalhes da construção. O fole é feito aparafusando as duas peças inferiores de madeira compensada à placa de apoio. O saco é preso entre as duas seções de madeira compensada durante a operação usando as porcas e arruelas nos parafusos do carro. O ímã é conectado à extremidade do fole próximo ao pólo do sensor e os sensores são fixados ao pólo do sensor. Para fazer o saco para o fole, usei um grande saco Ziploc para freezer. Corte a parte do zíper, insira 0,5 pol. tubo de plástico no centro e use fita adesiva para selar e reforçar as bordas. O tubo deve ficar para fora da bolsa o suficiente para poder ser deslizado ao longo da extremidade de 0,25 pol. seção de mamilo da tubulação. A costura com fita adesiva do saco de fole deve estar na parte inferior da seção de madeira compensada. Instale a tampa articulada e, a seguir, a tampa superior de 17 pol. seção. Prenda junto com o grampo de 0,25 pol. De 4 polegadas de comprimento. parafusos de carro, duas porcas e duas arruelas. A unidade PLC é um Direct Logic 06 DO-06DR da Automation Direct. Suas unidades são de baixo custo, flexíveis o suficiente e têm muito software livre para programar. Você pode usar outras unidades PLC e escrever seu próprio programa de controle. Além do PLC, você também precisará de uma fonte de alimentação de 24 V e um botão liga / desliga para iniciar o sistema. O programa é escrito em Lógica Ladder. Basicamente, funciona da seguinte maneira:


Aqui está o gráfico de fiação:

Figura 4:Alguns detalhes da construção do Ventilador Pandêmico (Imagem:TEMPO.CO)

>> Continue lendo sobre esforços adicionais de design de ventilador descritos no artigo completo originalmente publicado em nosso site irmão, EEWeb.





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