Facultad de Ingeniería de UTA diseña prototipos de ventiladores mecánicos ante pandemia del COVID-19
Desde hace unas semanas, un equipo multidisciplinario de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Tarapacá trabaja en la fabricación de dos prototipos de ventiladores respiratorios de bajo costo, con la finalidad de poner a disposición del sistema de salud de Arica ante la emergencia sanitaria que vive la región y el mundo por el Covid-19.
El primero de ellos está basado en el prototipo ApolloBVM de Rice University, cuya iniciativa está siendo desarrollada por académicos y estudiantes, con dedicación exclusiva, de los departamentos de Ingeniería en Computación e Informática, Ingeniería Mecánica e Ingeniería Eléctrica y Electrónica, y con la colaboración de la Facultad de Ciencias de la Salud de la Universidad de Tarapacá. Se diferencia de otros prototipos presentados por otras universidades, por contar con 2 motores, lo cual permite mayor precisión y un sistema robusto de administración de aire, mediante un AMBU (ventilador manual). El prototipo es completamente programable y en su estado actual puede entregar 3 de los 7 parámetros requeridos por los ventiladores mecánicos en uso en clínicas y hospitales, además de señalar que su estructura es modular y fácil de transportar.
El segundo prototipo BREATHE-DIEE, en la cual integrado por académicos y estudiantes a cargo del académico del Departamento de Ingeniería Eléctrica – Electrónica, Dr. Lorenzo Vásquez Alfaro, trabajan de manera incansable para logra la producción de los prototipos funcionales, el cual está operativo en una primera etapa como prototipo de respirador electromecánico, cuyo funcionamiento básicamente produce respiración artificial comprimiendo un AMBU (bolsa de resucitador manual), con un mecanismo de brazo de leva pivotante, accionado por un motor eléctrico de estándar industrial automotriz, eliminando la necesidad de un operador humano para el procesos de respiración artificial.
Ambas iniciativas están a cargo del jefe del proyecto y académico del Departamento de Computación e Informática, Dr. Raúl Herrera Acuña, quien explicó que la iniciativa, “partió de la conversación que tuve con un muy buen amigo. Luego de esto, se hizo el contacto con el Diputado de la Región, Nino Baltolú, quien comprometió su apoyo al proyecto, para luego hacer las gestiones con el Director del Departamento de Ingeniería en Computación e Informática, Héctor Beck Fernández y el Decano de la Facultad de Ingeniería, Alejandro Rodríguez Estay, que me recomendaron de comunicarle la idea de la iniciativa a nuestro Rector, Dr. Emilio Rodríguez Ponce, quien respondió casi de inmediato dando todo el apoyo a la iniciativa y el compromiso de los recursos internos de la Universidad para el desarrollo de esta iniciativa”.
Consultado respecto a la importancia de fabricar estos prototipos de respirador artificial, el Dr. Raúl Herrera señaló que, “es un gran desafío y sabemos que en otras universidades del país también están realizando prototipos, pero consideramos que es preponderante tener una propuesta local, que pueda fabricarse en y para nuestra región con los materiales que contamos y que es misión de nuestra Universidad ser un faro de esperanza para toda nuestra comunidad”, señaló el ingeniero.
En este contexto, el Decano de la Facultad de Ingeniería de la UTA, Alejandro Rodríguez Estay, destacó que “los prototipos iniciales fueron construidos en material de prototipado rápido, diseñado para que sea implementado completamente en materiales de uso médico como el acero inoxidable. Se finalizó la primera etapa de diseño, superando las primeras pruebas de accionamiento de los sistemas, siendo funcional y operando de manera autónoma básica”.
Agregó que, “la segunda etapa consiste en automatizar y controlar los procesos de volumen, presión y flujo de aire del sistema de respiración artificial según los requerimientos médicos (capacidades PEEP). La tercera etapa son pruebas en los maniquís de simulación de respiración y la cuarta etapa es la proposición de prototipo para manufactura y producción”.
Diseño y fabricación de prototipos de ventiladores mecánicos
La fase de construcción se inició con un análisis de los requerimientos, instancia donde se realizaron una serie de reuniones con expertos del área de la salud con la finalidad de conocer en detalle las necesidades a cubrir.
La fase de diseño y construcción, se basó en el proyecto APOLLOBVM. Etapa donde se realizaron modificaciones en el diseño original, para proseguir con la fase de armado, etapa en la cual se ensamblaron todas las piezas con precisión, para luego ajustar y lograr que el prototipo mostrara el movimiento esperado, proceso que finalizó con la calibración del ventilador mecánico.
El equipo multidisciplinar está conformado por: Dr. Raúl Herrera Acuña, académico del Departamento de Computación e Informática (jefe del proyecto y encargado de adquisiciones); Dr. Mauricio Arriagada Benítez, académico del Departamento de Computación e Informática (encargado de logística de materiales, diseño y programación); Mg. Humberto Urrutia López, académico del Departamento de Computación e Informática (encargado de logística y transporte); Mg© Alexis Fuentealba Orrego, académico Departamento de Mecánica (encargado de diseño 3D, configuración electrónica y adecuación de materiales) y por Mg. Patricio Collao Caiconte, académico del Departamento de Ingeniería en Computación e Informática (encargado de generación de piezas y modelamiento 3D), por el Dr. Cristóbal Castro Cruz, académico Departamento de Mecánica (encargado de control de materiales y normas) y por el Dr. Lorenzo Vásquez Alfaro, académico del Departamento de Ingeniería Eléctrica – Electrónica, quien está a cargo del proyecto de ventilador mecánico BREATHE-DIEE.
En tanto, sus colaboradores de esta importante iniciativa son: Dr. Carlos Úbeda de la Cerda, Decano de la Facultad de Ciencias de la Salud quien ayudó con los contactos a nivel de área de la salud y materiales de testeo y los médicos, Dr. Carlos Cousins quien les enseñó el funcionamiento in situ de los ventiladores mecánicos en la Clínica San José y el Dr. Víctor Rocco, colaboró con los aspectos técnicos respecto al concepto de ventiladores mecánicos y respiración asistida.
