La presente investigación se centró en el desarrollo de un ventilador mecánico de presión
negativa no invasivo tipo coraza, para el tratamiento de la enfermedad pulmonar obstructiva
crónica (EPOC) en adultos. Este dispositivo se diseñó mediante simulaciones basadas en modelos
matemáticos y la selección de componentes electrónicos y mecánicos. Su funcionamiento se basa
en suministrar una fuerza de succión al tórax a través de una coraza conectada a este. El actuador,
como un motor o compresor, proporciona esta fuerza para expandir y contraer el tórax y el
diafragma durante el ciclo respiratorio. La necesidad de diseñar este tipo de ventilador mecánico
surge debido a las carencias en el equipamiento de las instalaciones de atención médica y los altos
costos de los tratamientos para enfermedades respiratorias, que se hicieron evidentes durante la
pandemia de COVID-19.
Este modelo es capaz de generar una presión entre los 20 y – 20 cmH2O, con una frecuencia
respiratoria entre los 25 y 35 rpm para su uso en pacientes con EPOC que requieran de una terapia
no invasiva con una coraza. Se empleo la metodología VDI 2206, la cual indica las pautas para el
desarrollo de proyectos mecatrónicos. Se hizo un análisis de las problemáticas para requerir un
ventilador a presión negativa y las tecnologías existentes actualmente. Además, se explica los
fundamentos de la mecánica respiratoria y la tecnología de los ventiladores mecánicos. En base a
lo anterior, y junto a la lista de requerimientos se determinó que la alternativa más viable era usar
un motor junto a un impeller, controlado por un microcontrolador y que se pueda interactuar con
una pantalla táctil. Posteriormente, se realiza el diseño electrónico con la selección de
componentes; el diseño mecánico con la elaboración del impeller y de control para obtener un
modelo matemático de todo el sistema. Finalmente, se procede realizar la simulación mediante
software del modelamiento matemático, el diseño en 3D del sistema mecatrónico y el control PID
de la presión generada, para luego evaluar la viabilidad económica de la fabricación y el costo de
los componentes seleccionados.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:PUCP/oai:tesis.pucp.edu.pe:20.500.12404/27519 |
| Date | 04 April 2024 |
| Creators | Venturo Ascasibar, Marcos Alexander |
| Contributors | Vilcahuamán Cajacuri, Luis Alberto |
| Publisher | Pontificia Universidad Católica del Perú, PE |
| Source Sets | Pontificia Universidad Católica del Perú |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/bachelorThesis |
| Format | application/pdf, application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, Atribución-CompartirIgual 2.5 Perú, http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/pe/ |
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