Estos fueron mis días durante la Pandemia del Covid19, dos meses de trabajo para desarrollar un artefacto que pudiera ser de apoyo para los médicos de nuestra región. Nuestro trabajo fue, desarrollar un respirador pulmonar de emergencia en caso de falta de respiradores convencionales. Un trabajo docente con propósito.
Prototipo de respirador pulmonar emergente
Durante la pandemia, mi trabajo docente tuvo un propósito: Contribuir en la solución de algunos de los problemas. En marzo de 2020, los días transcurrían normalmente. Las noticias comenzaban a informar de un virus que azotaba con fuerza en Europa, particularmente en España. En México teníamos la creencia de que ese llamado «coronavirus» no llegaría a nuestra patria. Que equivocados estábamos. Para la tercera semana de ese mes recibimos la orden de irnos a nuestra casa y continuar nuestra labor docente en línea. Utilizando plataformas digitales. El miedo invadía nuestros espíritus. Nos paralizó de tal manera que por semanas permanecimos encerrados en nuestras casas. Salíamos solo a lo necesario, surtir despensa y cosas así.
En las primeras semanas de confinamiento por la pandemia del Covid19, recibí la llamada telefónica de una persona que me invitó a formar parte de un equipo de trabajo para contribuir en todo aquello en que afectaría la pandemia a nuestra sociedad, formado por médicos, anestesiólogos, epidemiólogos, empresarios, académicos, etcétera. En principio me negué a participar por miedo a infectarme. Los dos días siguientes los pasé meditando sobre esa invitación. Un dialogo con mi esposa terminó por convencerme de unirme a esa lucha. Fueron las palabras de ella las que me animaron…
«Tú tienes conocimientos que pudieras aportar para salvar vidas. No tengas miedo. Dios estará con los que luchan contra el mal»
Gloria Peña Ramos
Comienza la aventura
Me incorporé al equipo y propuse desarrollar un artefacto que pudiera utilizarse en caso de que los ventiladores pulmonares de los hospitales, no se dieran abasto con los pacientes enfermos con COVID. Tenía días que había leído la situación que se estaba viviendo en España y casualmente encontré un artículo que me llamó la atención: Un modelo de respirador fabricado por la automotriz SEAT. Prototipo de hardware abierto que inicialmente, fue desarrollado por un grupo de ingenieros liderados por la empresa de Barcelona PROTOFY.x en marzo de ese año, con el propósito de responder a la falta de ventiladores de emergencia en los sistemas de salud de todo el mundo. “Oxygen”, fue acreditado para su fabricación por las autoridades españolas y representa la última opción para que un médico salve una vida, ante la carencia de ventiladores pulmonares.
Conecté con personal de la citada empresa de “Oxygen” en España y me enviaron el modelo matemático para el funcionamiento del artefacto mecánico. Al estudiar las partes del modelo matemático y la mecánica de su prototipo, imaginé cómo nosotros podríamos desarrollar un prototipo mejorado utilizando dispositivos programables.
Colaboradores
Para ello, invité a mi exalumno y ahora compañero académico del Instituto Tecnológico de Jiquilpan del Tecnológico Nacional de México el ingeniero en sistemas computacionales Ing. Erick Dalet Villanueva Mascort y al Ing. Germán Ulises Martínez Aguilera. Se necesitaba un equipo en diferentes disciplinas de la ingeniería: Electrónica, Programación e Industrial.
Contra el miedo que me invadía salir de mi hogar, comenzamos a tener reuniones con los profesionales del sector salud. La pandemia aún no se manifestaba en su punto máximo en nuestro país.
En asambleas con ellos, entendimos de los factores hospitalarios que deben tomarse en cuenta para la respiración artificial en pacientes con dificultades respiratorias. Estas variables más las que obtuvimos del modelo de Oxygen, fueron formando los criterios para el algoritmo que contendría nuestro prototipo.
Ensamble prototipo versión 1
Las ideas se fueron plasmando en escritos y dibujos y a partir de aquí, se construyó la primera versión de nuestro prototipo mediante un brazo mecánico accionado con un motor de pasos; intervenido por un microcontrolador programable. De esta manera se suplieron las levas mecánicas del proyecto Oxygen de España haciendo uso de electrónica y programación.
Pruebas en hospital del prototipo versión 1
El 9 de mayo del año 2020 el Dr. Vicente Barraza Espinoza dirigió pruebas del Prototipo de Respiración Artificial en el Centro Quirúrgico Vitangeli de Zamora Michoacán. Las pruebas fueron exitosas, felices y satisfechos por el comportamiento de nuestro artefacto con instrumental médico real.
En la Sala de directores del Tecnológico Nacional de México campus Jiquilpan, Francisco Armando Payán Guerrero y Erick Dalet Villanueva Mascort, académicos del área de Sistemas y Computación, presentaron a las autoridades del ITJ, el modelo de respirador electrónico que fue desarrollado durante tres semanas y media, con la determinación de unir esfuerzos y voluntades para contribuir a superar la emergencia sanitaria por la pandemia del COVID-19.
Vent-Ox: prototipo de respirador pulmonar emergente Versión 2
La primera versión fue perfeccionada en dos semanas y media. El modelo de fabricación para la siguiente versión tendría que cumplir con las recomendaciones médicas obtenidas en la primera prueba del prototipo en su versión 1. El artefacto, se ensambló de tal manera que, resguardara la parte electrónica y mecánica. Se fabricó en madera y la capa de pintura que lo recubre es sanitizante, además se dejó la opción de ser fabricado en metal o acrílico.
Vent-Ox – así le llamamos – además de estético, es funcional y seguro. Adquirimos pulmón artificial con el que se calibran los equipos médicos, con lo cual, fue posible simular los dos pulmones del paciente y dar certeza de que el volumen de aire y oxígeno que se suministra al paciente es el adecuado. En esta nueva versión se añadió un sensor de presión diferencial con el cual, es posible medir la cantidad de cm de H2O y mostrarlos en la pantalla que el artefacto tiene en su tablero de control. Con esta mejora, mediante programación, es posible que el dispositivo detecte volúmenes de insuflación incorrectos y con ello, generar alarmas visibles y audibles para ser atendidas por el usuario.
Se añadieron una luz led color rojo y un elemento piezoeléctrico como señal de alarma que, permiten identificar una situación anormal en el procedimiento de suflación e insuflación. También se agregaron un manómetro que permite conocer la presión de insuflación de la manera tradicional, esto por recomendación de los médicos que realizaron las pruebas en semanas anteriores.
Ensamble prototipo versión 2
El respirador “Vent-Ox” provee 3 tipos de insuflación, dependiendo de las necesidades del tratamiento. Se ha obtenido una insuflación más efectiva con las últimas adecuaciones realizadas en el resucitador de silicón. Se realizaron mejoras en la palanca de insuflación y en otros elementos del sistema mecánico al fabricarlos de Nylamid, dado que este material se puede desinfectar fácilmente. Otra característica importante es, la implementación de un extractor de aire caliente para el enfriamiento del motor y la parte electrónica.
Presentación del prototipo Vent-Ox
Prototipo terminado
¿Qué fue lo que nos motivó a trabajar en este proyecto?
En definitiva, nuestro inquebrantable espíritu de no permanecer de brazos cruzados ante cualquier condición que la vida nos presente. Aún y que nuestra labor docente tiene que ver solo con la enseñanza de la ingeniería, la aplicación de esta se da en la solución de problemas de cualquier índole. La pandemia que azotó al mundo no es la excepción.
Nuestro propósito fue, ofrecer una alternativa de emergencia al personal de salud de nuestra patria en la eventualidad de carecer de respiradores de ventilación pulmonar convencionales, de esos artefactos cuyo valor es muy elevado y obviamente, fuera del alcance de cualquier persona.
Para nuestra mala suerte, el burocrático proceso de obtener un permiso de comercialización por parte de la autoridad de nuestro país, además de los conflictos de interés y de todos esos detalles que obstaculizan proyectos como el de nosotros, dejan solo en prototipo nuestra propuesta. No obstante, terminar una idea en un artefacto funcional, venciendo miedos y piedras en el camino, dejan en nosotros una enorme satisfacción por lo que, agradecemos a la vida por todo lo que aprendimos durante el desarrollo de este proyecto.
“Ganarse la felicidad implica trabajar para conseguirla, y hacer el bien y no especular ni ser un holgazán. La holgazanería podrá parecer atractiva, pero la satisfacción solo la da el trabajo.”
ANNA FRANK
Por algunos años he podido mantener este blog costeando los gastos que esto implica. Pero en los últimos tiempos se me ha complicado.
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