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Análisis matemático de una dinámica respiratoria de un ventilador mecánico de bajo costo mejorada por un transductor de sensor (ST) basado en nanoestructuras de óxido de aluminio anódico (AAO)

Autores: Chavarri, Jesús Alan Calderón; Ruiz, Carlos Gianpaul Rincón; Gómez Amador, Ana María; Cardenas, Bray Jesús Martin Agreda; Anaya, Sebastián Calero; Lozano Jauregui, John Hugo; Hinostroza, Alexandr Toribio; Jiménez de Cisneros y Fonfría, Juan José

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Análisis matemático de una dinámica respiratoria de un ventilador mecánico de bajo costo mejorada por un transductor de sensor (ST) basado en nanoestructuras de óxido de aluminio anódico (AAO)


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Sistemas de ventilación mecánica
Sensor de flujo de aire
Pandemia de COVID-19
Placa de orificio
Transductor inteligente
Producción en masa

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los sistemas de ventilación mecánica requieren un dispositivo para medir el flujo de aire proporcionado a un paciente con el fin de monitorear y garantizar la cantidad correcta de aire proporcionada al paciente, este dispositivo es el sensor de flujo de aire. Al comienzo de la pandemia de COVID-19, los sensores de flujo no estaban disponibles en Perú debido a la escasez de suministro internacional. En este contexto, se desarrolló un nuevo sensor de flujo de aire basado en una placa de orificio y un transductor inteligente para formar un dispositivo integrado. El diseño propuesto se centró en requisitos de fabricación simples para la producción en masa en un país en desarrollo. Las técnicas de CAD y CAE se utilizaron en la etapa de diseño, y se propuso un modelo matemático del dispositivo que se calibró experimentalmente para la transducción de datos medidos. El dispositivo se probó en sus condiciones reales de funcionamiento y, por lo tanto, se implementó en un circuito de respiración conectado a un sistema de ventilación mecánica de bajo costo. Los resultados indican que el sensor/transductor de flujo de aire diseñado es un dispositivo médico completo de bajo costo para ventiladores mecánicos que es capaz de proporcionar todos los parámetros de ventilación mediante una señal eléctrica equivalente para mostrar directamente los siguientes factores: flujo de aire, presión y volumen en el tiempo. La evaluación del sensor transductor diseñado se realizó de acuerdo con diversos parámetros del transductor, como parámetros geométricos, parámetros de material y coeficientes adaptativos en el algoritmo principal de transducción; de hecho, la variedad de los resultados descritos se logró mediante el tiempo de respuesta más rápido y la robustez proporcionada por transductores de nanoestructuras basados en Óxido de Aluminio Anódico (AAO), que mejoraron el sensor/transductor diseñado (ST) durante la operación en lugares geográficos intrincados, como las montañas de los Andes en Perú.

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