Diseño de un dispositivo humidificador calentador de aire enriquecido en oxígeno para aplicaciones de ventilación no invasiva con cánulas de alto flujo

Abstract

Este trabajo busca diseñar por simulación y selección de componentes un prototipo capaz de proporcionar aire enriquecido de oxígeno a una temperatura entre 31 y 37°C, humedad relativa controlada mayor a 70% a un flujo de hasta 60 L/min para su uso en pacientes que necesitan terapia respiratoria no invasiva con cánulas de alto flujo. Debido a que la investigación es de tipo cuantitativa, se emplea una metodología de investigación denominada árbol de funciones y medios, o por niveles (primer nivel, segundo nivel, tercer nivel). Donde en cada nivel se utiliza una matriz morfológica y un cuadro de análisis técnico-económico que permite un mejor análisis y elección de componentes. Posteriormente, se realiza el diseñó electrónico, mecánico y de control que gobiernan los procesos de acondicionamiento de temperatura y humedad. Finalmente, se procede a simular mediante softwares de ingeniería, el diseño 3D del prototipo; los circuitos de potencia de los componentes electrónicos y el control PID de temperatura y humedad en la cual se busca cumplir con los requisitos mínimos de la American Association for Respiratory Care para el diseño de humidificadores de oxígeno.

This work seeks to design, by simulation and selection of components, a prototype capable of providing oxygen-enriched air at a temperature between 31 and 37°C, controlled relative humidity greater than 70%, and at a flow of up to 60 L/min, to its use in patients who need non-invasive respiratory therapy with high-flow cannulae. A research methodology will be used by levels (first level, second level, third level), where each level will use a morphological matrix and a technical analysis chart that is its instrument, because the research is quantitative. Finally, it was designed, outlined and simulated using engineering software, managing to select the sensors and components for the process, simulating the operation of the PID controller that allows us to guarantee the requested temperature and humidity and that meets the minimum requirements of the American Association for Respiratory Care.