Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Estudio de la optimización de un prototipo de generador de oxígeno PSA, en el contexto de la pandemia del Covid19(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-09-29) Busquets Elliot, Carlos Alfredo; Jiménez Ugarte, Fernando OctavioSe realizó un estudio de la forma de operación de los equipos generadores de oxígeno por proceso PSA, aplicables a concentradores de oxígeno medicinales, tanto en el diseño tradicional, como las nuevas tendencias en investigación. Se identificó que los parámetros técnicamente viables de modificar correspondían a 4 de entre 17 evaluados. Tras el diseño y construcción de un prototipo de pruebas acorde a la necesidad, y bajo las exigencias de trabajo durante la pandemia del Covid19; limitaciones en actividades como movilidad, compras locales, importaciones, presupuesto, y un periodo de entrega de pocas semanas, los 4 parámetros evaluados; tipo de zeolita, presión de base de la columna, tiempos del ciclo y orificio de regeneración. fueron tratados de forma preexperimental y aleatoria a fin de determinar su orden de influencia en el sistema. Posteriormente, fueron modificados en virtud de su grado de influencia en el sistema, a fin de determinar un punto “óptimo”, el cual finalmente fue analizado de forma más rigurosa estadísticamente. Se determinó que, si bien solo fue posible alcanzar la meta de producción en un 70 %, bajo las condiciones de diseño y operación especificadas, se pudo lograr un factor de aprovechamiento del adsorbente de aproximadamente 356 lb de adsorbente por tonelada de oxígeno con 82 % de pureza al día. El documento se divide en cuatro capítulos. El primero, correspondiente a la investigación del estudio de la tecnología. El segundo capítulo aborda las tareas de diseño del prototipo para pruebas, finalizado en una sección de planos. El tercer capítulo, aborda la problemática de la manufactura, así como la metodología experimental a aplicar y la instrumentación requerida. Finalmente, el cuarto capítulo, aborda la parte netamente experimental de toma y tratamiento de datos.Ítem Texto completo enlazado Control de temperatura corporal de un recién nacido para el prototipo de equipo de soporte de vida neonatal(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012-02-23) Zuñiga Medina, Pablo CorpusUna incubadora proporciona un microambiente favorable para neonatos que necesitan cuidados especiales. Por esta razón, el Grupo de Investigación y Desarrollo de Equipos Médicos y Sistemas (GIDENS) de la Pontificia Universidad Católica del Perú viene desarrollando un Prototipo de Equipo Telemédico de Soporte de Vida Neonatal (ESVIN); una de las carencias que presenta este prototipo es el control de temperatura de piel o también llamado modo servocontrolado, esto se debe a que el algoritmo de control de temperatura aún no ha sido desarrollado. El presente trabajo de tesis tiene como objetivo el diseño y la implementación de un algoritmo de control de temperatura corporal neonatal con un error menor a 0.7 º C en condición de estabilidad térmica y en un rango de temperatura que va de 35 º C a 37 º C, ambos según la norma IEC 60601-2-19. En la primera etapa del desarrollo y previo análisis de la Planta, se obtuvieron los parámetros PID para un controlador digital, se diseñó e implementó un primer algoritmo de control y se realizaron tres ensayos que demuestran que el error en estado de estabilidad térmica es menor que 0.7º C en un rango de control de 35º C a 37º C, además las temperaturas mostradas en la pantalla del prototipo ESVIN van de 24º C hasta 40º C. En la segunda etapa se realizaron dos ensayos, en cada uno de ellos se llevó a cabo el rediseño e implementación del algoritmo de control con el fin de corregir el sobreimpulso y realizar el calentamiento de la Planta a razón aproximada de 1º C / hora. Finalmente el resultado fue el control de temperatura de piel en un rango de 35º C a 37º C con un error de 0.247º C y se logró calentar 2.5º C en dos horas. De esta manera se contribuyó a culminar con el modo servocontrolado del prototipo ESVIN.Ítem Texto completo enlazado Desarrollo de un sistema controlador de mezcla de aire y oxígeno para el proyecto neonatal(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-11-24) Chipana Quispe, Raúl DaríoEl sistema de control de mezcla de aire y oxígeno fue desarrollado como parte del proyecto CPAP Neonatal por el Grupo de Investigación y Desarrollo de Equipos Médicos y Sistemas (GIDEMS). El CPAP Neonatal es un equipo médico para recién nacidos prematuros con problemas de síndrome deficiencia respiratoria (SDR). El CPAP (Continuous Positive Airway Pressure) brinda aire enriquecido con oxígeno, presurizado humidificado y temperado los cuales deben ser controlados a voluntad del médico. La carencia del control de oxígeno podría causar ceguera parcial o total al recién nacido. El sistema de mezcla fue implementado en un micro controlador ATmega162, y dos módulos basados en un micro controlador ATmega8 para la adquisición de datos. Los sensores de flujo másico registran las cantidades en litros por minuto de aire y oxígeno. Para regular el paso del oxígeno adaptamos mecánicamente un motor con un restrictor de flujo. Para regular el flujo de aire se utiliza un micro compresor controlado mediante una onda PWM. Para fijar los valores de programación y registrar el comportamiento de cada flujo se uso el puerto serial de una computadora.Ítem Texto completo enlazado Modelamiento de la válvula de control Teknocraft 202316 para la incubadora neonatal(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-11-03) Bedriñana Enciso, EdsonEn la incubadora, ocurre el proceso de creación de un microclima para tratar al recién nacido, donde el flujo de oxígeno es una de las variables que conforma este proceso y debe ser controlada debido a que en exceso puede causar secuelas irreversibles en los neonatos. Una manera de controlar el flujo dentro de la incubadora neonatal es mediante el uso de la válvula de control, sin embargo, es necesario obtener la función de transferencia en el plano “s” que describa la dinámica del comportamiento de este tipo de actuador y así poder diseñar aplicaciones de control sobre la válvula. El objetivo de este trabajo es obtener el modelo matemático no paramétrico de la válvula de control Teknocraft 202316 para la incubadora neonatal. Este modelo matemático representa el comportamiento de la válvula de control dentro de un rango de flujo determinado. Para obtener la función de transferencia que describa el comportamiento de la válvula, se usaron los métodos de Ziegler y Nichols, Smith, 123c de Alfaro y Strecj. La captura de los datos de los ensayos se realizó mediante una tarjeta de adquisición de datos (DAQ) instalado en una computadora. Mediante un análisis de comparación gráfica y cualitativa, se seleccionó la función de transferencia que representa mejor la respuesta de la válvula. Los parámetros obtenidos son las constantes de tiempo: t1 y t2, el tiempo muerto tm y la ganancia estática Kp , variando según método. Finalmente, el modelo matemático no paramétrico obtenido mediante el método Smith, función de primer orden, representa mejor el comportamiento de la válvula teknocraft en comparación con los otros métodos propuestos.Ítem Texto completo enlazado Algoritmo de control de temperatura de flujo de gases para el prototipo de equipo de soporte de vida neonatal(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-10-04) Villavicencio Salcedo, VerónicaEl desarrollo de este trabajo surgió por la necesidad de controlar la temperatura del flujo de gases proporcionado por el sub-sistema de ventilación pulmonar del Prototipo de Equipo de Soporte de Vida Neonatal que se viene desarrollando en la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP). Este trabajo tuvo como objetivo diseñar e implementar el algoritmo de control de temperatura para dicho flujo de gases que logre mantener su temperatura en un rango de 36 °C a 37 °C con una precisión de +/- 0.5 °C. Para realizar el diseño e implementación del algoritmo de control de temperatura, primero se obtuvo el modelo matemático de la planta y luego se realizó el estudio de acciones de control proporcional (P), proporcional integrativa (PI) y proporcional integrativa derivativa (PID). Para esto se emplearon simulaciones con ayuda del software Matlab para poder determinar la acción de control más adecuada. Este trabajo incluye además, el diseño e implementación de la etapa de adquisición de datos y la etapa de acondicionamiento para el sensor de temperatura utilizado. El resultado obtenido fue la implementación del algoritmo de control en la planta, con el cual se logró mantener la temperatura del flujo de gases constante en un rango de 36 °C a 37 °C con un error de +/ - 0.3 °C, cumpliendo así con los objetivos establecidos.Ítem Texto completo enlazado Control de temperatura para la burbuja neonatal modelo 3B(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-10-04) Pillaca Garaundo, FredyLa necesidad de controlar la temperatura del habitáculo del prototipo de Burbuja Neonatal Modelo 3B (prototipo para realizar ensayos preclínicos) desarrollado en nuestra universidad, motivó la ejecución del presente trabajo de tesis, que consistió en diseñar e implementar el control de temperatura del habitáculo del prototipo mencionado en el rango de 25ºC a 37ºC, con un tiempo de calentamiento menor a 90 minutos y una precisión de estabilidad térmica menor a +/- 0.5 ºC, según norma IEC 60601-2-19. El diseño e implementación del control se dividieron en dos fases. En la primera fase, se realizó el control de temperatura en 4 etapas (estudio de la planta de la Burbuja Neonatal 3B; obtención de los parámetros del controlador PID; diseño e implementación del algoritmo de control en el PLC EASY 821-DC-TCX; verificación y reajuste del control de temperatura). Además en el proceso de mejorar la sintonización se encontró problemas de la electrónica. . En la segunda fase, se realizó una reingeniería de la planta: se diseñó e implementó el subsistema electrónico de la Burbuja Artificial Neonatal modelo 3B. Donde el algoritmo de control final posee 2 tipos de controles (P, PID), en un primer momento actúa el controlador proporcional (P=4) y luego actúa el controlador PID (P=2.5; I=2500; D=120); esto con el fin reducir el tiempo de subida y obtener una mejor respuesta. Finalmente el resultado posee una estabilidad térmica de +/- 0.08 ºC y un tiempo de calentamiento de 63.2 minuto. De esta manera es posible cumplir con los requerimientos de control de temperatura según la norma mencionada. Los resultados son muy importantes, pues permitirá a médicos neonatólogos realizar ensayos preclínicos.Ítem Texto completo enlazado Protocolo de calibración de la concentración parcial de oxígeno en ventiladores pulmonares(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-09-02) Mendoza Barrenechea, Saúl Enrique; Callupe Pérez, Rocío LilianaActualmente en el Perú, a diferencia de otros países latinoamericanos, los centros de salud no cuentan con un Sistema de Mantenimiento Preventivo de sus equipos médicos. La calibración de equipos médicos no es una práctica frecuente ni obligatoria ya que se carece de un marco legal que exija el cumplimiento de normas internacionales de mantenimiento y calibración. El mantenimiento continuo de estos equipos es fundamental ya que, en muchos casos, sirven para mantener con vida a un ser humano. Dentro de este grupo de equipos médicos críticos se encuentra el ventilador pulmonar, que como se explicará más adelante es empleado para proveer de soporte respiratorio a pacientes que no puedan asumir la función natural de respiración. Más aún, los que trabajan en UCI (Unidad de Cuidados Intensivos) toman control completo de esta tarea, es decir, del correcto funcionamiento del ventilador depende la vida del paciente. Entonces es indispensable que un dispositivo como éste se encuentre en perfecto estado, y esto sólo se logra realizando un mantenimiento tanto preventivo como correctivo a lo largo de la vida útil del equipo. Sin embargo, la implementación de un sistema de mantenimiento y calibración se haya suscrito dentro de limitaciones tales como los recursos económicos con que cuente el centro de salud, la disponibilidad del personal técnico calificado, entre otras cosas. El presente trabajo de investigación pretende aportar a la problemática descrita con el diseño de un protocolo de calibración del parámetro de FiO2 en el ventilador pulmonar; para realizar las pruebas correspondientes se cuenta con el analizador de oxígeno, el cual será usado como instrumento de medición. La norma IEC 60601-2-12 “Requisitos particulares para la seguridad de los ventiladores pulmonares” ha sido aplicada al desarrollo de este documento para proveerlo de un marco normativo internacional. Todas las pruebas y ensayos descritos en este documento fueron desarrollados en el Hospital Dos de Mayo con la colaboración del Departamento de Mantenimiento de Equipos Médicos y la Unidad de Cuidados Intensivos de dicha institución.Ítem Texto completo enlazado Módulo de medición de flujo gaseoso para un prototipo de equipo neonatal de cuidados intensivos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-06-09) Quezada Tay, Diego FernandoEl módulo de medición de flujo gaseoso implementado es parte del prototipo de Equipo Neonatal de Cuidados Intensivos, denominado NICU (Neonatal Intensive Care Unit), que se encuentra en desarrollo en la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) por el Grupo de Investigación y Desarrollo de Equipos Médicos y Sistemas (GIDEMS). Este módulo realiza las mediciones del flujo gaseoso de la línea de oxígeno y la línea de mezcla, que componen el sistema neumático de NICU, en el rango de 0LPM – 3LPM para ambas líneas. Se alcanzó una desviación máxima de 7.5% y 10.63% con respecto a los valores sensados por el fabricante de los sensores de flujo, en la línea de oxígeno y la línea de mezcla respectivamente. Finalmente, se desarrolló un sistema de calibración para distintos escenarios de pruebas, con la finalidad de obtener las curvas de calibración del módulo de medición en la línea de oxígeno y la línea de mezcla del prototipo.