Colabore

Emergencialmente estamos precisando de um medidor de concentração gasosa de oxigênio (o aparelho completo ou apenas a célula sensora) para medir a fração inspirada de oxigênio produzida pelo nosso ventilador. Estamos precisando disto para ontem, então quanto mais perto do Rio de Janeiro, ou quanto mais rápido for possível entregar no Rio de Janeiro, melhor.

• Sensor de concentração de oxigênio em gases respiratórios 21% a 100%;
• Tolerante à umidade (preferencialmente);
• Pressão atmosférica;
• Tempo de resposta máximo de 10ms (preferencialmente);
• O elemento sensor precisa ser portátil e pequeno o suficiente para entrar em um Tubo Endotraqueal (TOT), preferencialmente, ou em um circuito ventilatório. Isso quer dizer que ele deve ter diâmetros menores do que 1cm (de preferência).

Se você acha que pode contribuir de alguma forma entre contato conosco, preenchendo o nosso formulário. Deixe bem claro como você pode contribuir, com o quê pode contribuir, e diga que você quer entrar em contato com Giannella. O formulário será enviado para a nossa equipe coordenada pelo professor Macoto e encaminhado para o professor Giannalle, responsável técnico do projeto.

Este projeto tenta usar uma pequena quantidade de peças, com pouca complexidade de montagem e controle e um número mínimo de peças móveis. Boa parte destas peças são comuns nos ventiladores de UTI ou emergência, mas nem todas são fabricadas no Brasil e estamos tendo dificuldades para encontrar fornecedores. Sendo assim estamos procurando soluções que podem ser supridas pela industria nacional sem importação de peças. Trabalhamos com um cenário pessimista de que o Brasil possa necessitar de 15.000 a 20.000 ventiladores durante os períodos mais graves da crise. A industria nacional de ventiladores está se organizando para produzir o máximo de unidades possível no curto espaço de tempo disponível (em torno de duas ou três semanas), mas, mesmo assim, acreditamos que serão necessários milhares de ventiladores de emergência como este que estamos projetando.

Precisamos, por tanto, encontrar fabricantes, projetos, ou fornecedores para as seguintes peças:

• Fluxômetros até 30 L/min (no mínimo);
• Válvulas solenoides com vide de ao menos 600.000 ciclos;
• Válvula de PEEP até, no mínimo, 15 cmH₂O;
• Válvula de Pressurização Estática;
• Filtro HMEF com capacidade de reter calor e umidade;
• Válvula pop-off para 40 cmH₂O ;
• Baterias de 12 V ou 24 V leves, mas que garantam autonomia de 20 minutos ao circuito;
• Microcontroladores;
• Sensores de pressão diferencial (simétricos e assimétricos), para pressões de ±2 cmH₂O e de 0 até 40 cmH₂O);
• Manômetros para pressões entre 0 e 40 cmH₂O;
• Mais detalhes sobre cada uma destas peças são apresentados na seção "Projeto do Ventilador", abaixo.

Se você acha que pode contribuir de alguma forma entre contato conosco, preenchendo o nosso formulário. Deixe bem claro como você pode contribuir, com o que pode contribuir, e diga que você quer entrar em contato com Flávia Oliveira. O formulário será enviado para a nossa equipe coordenada pelo professor Macoto e encaminhado para a Flávia. A Flávia e sua equipe fazem parte da Whirlpool no Brasil e estão ajudando a encontrar fabricantes e fornecedores nacionais para estas peças.

Abaixo estão especificados todas as peças do ventilador e destacados os problemas atuais, tanto no projeto quanto na logística de produção ou fornecimento delas.

Fluxômetro e regulador de pressão (URGENTE)

Nosso projeto prevê a conexão do ventilador na linha de ar comprimido e oxigênio medicinal de hospitais. A pressão nestas linhas costuma situar-se próxima de 2 kgf/cm², mas em casos de emergência o ventilador poderia ser utilizado em conjunto com cilindros de gás. Neste caso as pressões podem chegar a e 6 kgf/cm² e o ventilador também precisará dos reguladores de pressão, que abaixam a pressão do cilindro para valores entre 2 e 3,5 kgf/cm².

Hoje estamos com dificuldade de encontrar fluxômetros para colocar nestas linhas de ar e oxigênio e que permitam fluxos de, no mínimo, 30 L/min (mas é desejável que este fluxo chegue a valores de 60 L/min). Estes fluxômetros tem conexões padronizadas por normas NBR.

Se você acha que pode contribuir de alguma forma entre contato conosco, preenchendo o nosso formulário. Deixe bem claro como você pode contribuir, com o que pode contribuir, e diga que você quer entrar em contato com Flávia Oliveira. O formulário será enviado para a nossa equipe coordenada pelo professor Macoto e encaminhado para a Flávia. A Flávia e sua equipe fazem parte da Whirlpool no Brasil e estão ajudando a encontrar fabricantes e fornecedores nacionais para estas peças.

Filtro HMEF (Heat and Moisture Exchanger)

O filtro HMEF será responsável por evitar contaminações durante o processo de ventilação além de manter a temperatura e a umidade do gás respirado. Este filtros precisam ser trocados a cada 24 h aproximadamente para que mantenham sua eficiência, então ele será descartável. Estima-se que pacientes graves precisem de até 14 dias de ventilação mecânica até a sua recuperação. A peça plástica, normalmente em policarbonato, é fácil de fazer, mas o filtro propriamente dito é um gargalo importante deste projeto.

Se você acha que pode contribuir de alguma forma entre contato conosco, preenchendo o nosso formulário. Deixe bem claro como você pode contribuir, com o que pode contribuir, e diga que você quer entrar em contato com Flávia Oliveira. O formulário será enviado para a nossa equipe coordenada pelo professor Macoto e encaminhado para a Flávia. A Flávia e sua equipe fazem parte da Whirlpool no Brasil e estão ajudando a encontrar fabricantes e fornecedores nacionais para estas peças.

Válvula de Pressurização Estática

A Válvula de Pressurização Estática é responsável pela pressão inspiratória gerada pelo ventilador.

Se você é fabricante da válvula/tubo ou do Rio de Janeiro e acha que pode contribuir de alguma forma entre contato conosco, preenchendo o nosso formulário. Deixe bem claro como você pode contribuir, com o que pode contribuir, e diga que você quer entrar em contato com professor Luciano Menegaldo. O formulário será enviado para a nossa equipe coordenada pelo professor Macoto e encaminhado para o professor Luciano.

Válvula de PEEP (Positive End Expiratory Pressure)

A válvula de PEEP é reponsável por manter a pressão no sistema respiratório após a expiração. Ela é uma peça comum, mas com poucos fabricantes no Brasil. Esta válvula normalmente é fabricada em policarbonato, e possui uma mola e uma membrada presa a um sistema rosqueável (este sistema permite o ajuste da força que a mola exerce sobre a membrana). Como ela é uma válvula razoavelmente simples de ser produzida já temos uma equipe do CENPES envolvida no projeto. Um possível modelo para CAD já foi fornecido por Angélica Coelho do SENAI CETIQT e pela equipe da COPPE, coordenada pelo professor Luciano Menegaldo. O pessoal da Petrobras está trabalhando nisso, mas a fabricação da mola e da membrana de borracha podem ser um gargalo no desenvolvimento.

Esta válvula pode usar outros princípios de funcionamento e apresentar diferentes geometrias, mas deve ser regulada até, no mínimo 15 cmH₂O (o desejável é 20 cmH₂O).

Se você acha eu pode contribuir de alguma forma entre contato conosco, preenchendo o nosso formulário. Deixe bem claro como você pode contribuir, com o que pode contribuir, e diga que você quer entrar em contato com André Quelhas. O formulário será enviado para a nossa equipe coordenada pelo professor Macoto e encaminhado para o André. O André faz parte da equipe de engenheiros do CENPES que estão ajudando no projeto.

Válvula pop-off

A válvula pop-off é usada para segurança do ventilador. Se tudo falhar e a pressão no sistema aumentar acima do limite de segurança a válvula pop-off abre para aliviar a pressão interna, que fica limitada a 40 cmH₂O. Esta é uma válvula com projeto simples, em policarbonato, mas que também depende de uma mola e uma membrana. Uma equipe da COPPE/UFRJ trabalha neste projeto.

Outros desenhos e tecnologias também podem servir para esta válvula.

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Conexões

Todas as peças do ventilador precisam se encaixar com o menor volume possível entre a válvula de pressurização estática e o paciente. Este espaço, chamado de espaço morto, corresponde a um volume de ar que, após expirado, ficará no sistema e será inspirado novamente com uma baixa concentração de O₂ por isso ele deve ser pequeno. Todas as conexões devem seguir o padrão adotado nos ventiladores, sem rosca, com diâmetros de 12, 15 e 22 mm. Uma equipe da COPPE/UFRJ está desenhando as peças.

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Válvula solenoide

A válvula solenoide permite a passagem de ar e O₂ durante a inspiração e permite que a expiração ocorra passivamente. Esta válvula se conecta na saída do fluxômetro, então deve aguentar pressões de até 6kgf/cm². O outro lado injeta ar na válvula de pressurização estática, então é desejado que a válvula seja isolada eletricamente para atender as normas de segurança. Como ela é responsável pela inspiração é desejado que o fluxo chegue a 60 L/min ou mais mesmo quando a entrada for de 2 kgf/cm². Como o sistema deve funcionar em baterias por, no mínimo, 20 minutos, em um sistema microcontrolado a válvula precisa ter baixo consumo e ser alimentada com 12 V ou 24 V. Para finalizar, o ventilador deve funcionar por 14 dias ininterruptos sem necessidade de manutenção, então a válvula deve durar no mínimo 605.000 ciclos de abertura e fechamento. Esta válvula deve, preferencialmente, ser to tipo three way, ou seja uma entrada que pode estar conectada a uma dentre duas saídas possíveis. Uma equipe da COPPE/UFRJ está coordenando este projeto.

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Controle eletrônico

Para este ventilador está previsto um controle eletrônico da válvula solenoide e monitoração de pressão. O projeto que envolve um microcontrolador PIC está em desenvolvimento por uma equipe da COPPE/UFRJ. Há alarmes de pressão e energia e dois botões para o controle da frequência e razão I:E. O controle permite o ajuste de frequência entre 10 e 30 ciclos por minuto, com resolução mínima de 2 ciclos por minuto. O tempo expiratório deve ser entre 1 e 3 vezes o tempo inspiratório. O sistema é alimentado pela rede e por bateria com autonomia de até 20 minutos. Uma equipe da COPPE/UFRJ está coordenando este projeto.

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Sensores

Precisamos de sensores de pressão diferenciais, fluxo e concentração de oxigênio de linha. O sensor de pressão deve funcionar na faixa de 0 até 40 cmH₂O. O sensor de fluxo deve ter uma faixa de, no mínimo, ±60 L/min. O sensor de oxigênio é para a faixa de 21% até 100%. Todos estes sensores são eletrônicos e deverão, na medida do possível, ser incorporados ao sistema de controle do ventilador, mas também desejamos um manômetro para ser inteconectado ao filtro HMEF e monitorar continuamente, de forma redundante, a pressão. Este manômetro deve ser capaz de medir na mesma faixa do sensor de pressão.

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Caixa e suporte

Caixa e suporte para as peças plásticas (filtro HMEF, Válvula de Pressurização Estática e válvula de PEEP).

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Para a avaliação do ventilador precisaremos de ensaios de:

• Segurança elétrica;
• Imunidade a falhas eletrônicas;
• Avaliação de funcionamento por 14 dias ininterruptos;
• Avaliação de desempenho em pessoas.

Se o projeto chegar até esta fase já existe um grupo de pessoas na UFRJ e INMETRO que se colocaram a disposição para este tipo de avaliação.