Construção de Protótipo de Respirador de Baixo Custo.

Vaquinha para levantar o valor de R$ 8.200,00, necessário para compra de peças para a construção de um protótipo de respirador de baixo custo e de fácil construção, a ser usado em pacientes internados por COVID-19.

O projeto do protótipo está sendo desenvolvido em Open Source, para ser disponibilizado GRATUITAMENTE para quem tiver interesse e para ser produzido SEM OBTENÇÃO DE  QUALQUER TIPO DE LUCRO.

Os detalhes estão abaixo:

Como surgiu a iniciativa

Com o surto de COVID-19, após a triste experiência da Itália, ficou evidente que a demanda por respiradores mecânicos atingirá uma proporção muito superior ao que o sistema de saúde de nosso país comporta. 

Pela experiência vivida na Itália, foi verificado que um único paciente pode ocupar um respirador mecânico por 3 semanas ou mais, até que as suas funções respiratórias estejam estáveis e ele consiga respirar sem o auxílio de respirador.

Com base nisso, diversas frentes de pesquisa foram iniciadas com o objetivo de conseguir criar soluções de respiradores de baixo custo e de fácil produção.

A maioria dessas frentes se baseia em automatizar o funcionamento de bombeadores tipo Ambu, aqueles usados em emergências para manter o paciente oxigenado manualmente, por um curto período de tempo.

Esse tipo de solução pode ser utilizado em casos mais simples, mas ainda assim, tem algumas consequências negativas, como a baixa eficiência para o bombeamento e o fato de que o ato de "ambuzar" pode dispersar fômites (material infeccioso) pelo recinto e contaminar a equipe médica com o COVID-19.

De outro lado, um respirador mecânico convencional é extremamente complexo e caro (valores próximos a R$ 60.000,00) para ser desenvolvido nesse momento.

Nosso objetivo, portanto, é o meio termo: nem tão simples como os projetos baseados nos ato de "ambuzar", mas não tão complexo e caro como o respirador mecânico convencional.

Pretendemos desenvolver um produto que seja uma solução intermediária, podendo ser utilizado em pacientes menos debilitados e/ou que já estejam se recuperando (na chamada fase de "desmame" do respirador). Assim, após passar por um longo período no respirador mecânico e já com suas funções respiratórias em níveis mais estáveis, o paciente pode ser transferido para esse tipo de respirador proposto e liberar o respirador mecânico para outro paciente crítico.

O projeto teve início com uma frente da Irlanda, em colaboração com uma equipe da Espanha, que já estava enfrentando o problema em tempo real. Após algum tempo, resolvemos abrir, também, uma frente no Brasil, contando com o suporte da equipe da Irlanda e compartilhando problemas e soluções para que o projeto fosse multi colaborativo e pudesse andar mais rápido.

A frente brasileira conta com aproximadamente 15 pessoas, com funções multidisciplinares com frentes de trabalho encabeçadas pelas pessoas abaixo:

Gustavo Franchi (Engenheiro) - Líder do projeto na Irlanda

https://www.linkedin.com/in/gustavo-franchi-6345b328/

+353 83 843 7915

Felippe Sia (Analista de Sistemas) - Responsável pelo projeto elétrico e pela programação lógica.

https://www.linkedin.com/in/felippe-sia/

019-99169-3278

Samuel Barreto (Engenheiro Elétrico) - Responsável pelo projeto elétrico e projeto 3D estrutural.

https://www.linkedin.com/in/samuelbarreto

019 99948-2595

Tarcísio Brito (Analista de Automação) - Responsável pelo projeto pneumático.

https://www.linkedin.com/in/tarc%C3%ADsio-brito-25504555/

011 94467-2031

Felipe Anaya (Consultor Técnico – Festo Brasil) - Profissional Festo no auxílio ao projeto pneumático.

https://www.linkedin.com/in/felipe-gabriel-anaya-2a1b36113/

011 99972-3601

Rafael Ploch (Médico) - Responsável pela parte clínica e validação do projeto.

Sem LinkedIn

019 98171-1597

Detalhes do projeto

O projeto foi iniciado com base no desenho das necessidades básicas que esse respirador deveria ter para atender ao grupo de pacientes a que ele foi proposto.

O respirador deve atender os pontos abaixo:

• Controle de nível da mistura de oxigênio com o ar comprimido, garantindo uma proporção mínima de 21% de Oxigênio.
• Controle de pressão do sistema, individuais para o ciclo de Inspiração e Expiração.
• Controles individuais de tempo para cada ciclo da respiração (Inspiração, Cíclico, Expiração, Novo Ciclo).
• Sistema de emergência sonoro ou visual para o caso de pane no sistema.

Abaixo segue o diagrama pneumático criado para atender os pontos citados acima:

Os controles lógicos e elétricos serão feitos por um Arduíno, por sua robustez e simplicidade para a réplica do projeto.

Descrição do funcionamento

O respirador precisa de duas entradas, de Ar Comprimido e Oxigênio, que são bem comuns em qualquer leito de hospital.

Ciclo de Inspiração:

As saídas serão ligadas a reguladores de pressão individuais e na sequência, vão passar por um blender de O2, para garantir a mistura de 21% de oxigênio.

O Arduino dispara o sinal para que a válvula I1 se abra, e que as válvulas I2 e I3 fiquem fechadas. O tempo de abertura dessa válvula será determinada pelo tempo de inspiração setada pelo médico.

O ar passa por um fluxometro, e por um manômetro, para garantir a pressão do sistema, e antes de chegar ao paciente, vai passar por um filtro de bactérias, um nebulizador e um umidificador (Não representados no sistema).

Ciclo de Expiração:

A saída será ligada a um regulador de pressão individual, derivado da entrada de Ar Comprimido apenas.

O Arduíno dispara o sinal para que a válvula I1 se feche, e que as válvulas I2 e I3 fiquem abertas. O tempo de abertura dessas válvulas será determinada pelo tempo de expiração setada pelo médico.

O ar passa por um fluxometro, para garantir a pressão do sistema, e depois por uma geradora de vácuo, para retirar o ar do pulmão do paciente, passando ainda por um manômetro para controlar individualmente a pressão do fluxo de expiração.

O sistema ainda conta com válvulas reguladoras de fluxo para garantir que um ciclo não interfira no outro.

Onde estamos atualmente no projeto

Com o crescimento do projeto, em número de pessoas envolvidas, atualmente contamos com o apoio da engenharia da Festo Brasil (Empresa alemã, líder de mercado de produtos pneumáticos) na validação do projeto e com o médico Rafael Ploch, que nos disponibilizou seu Know-How no assunto e também nos disponibilizaram o Pulmão Artificial da entidade em que trabalha e o uso de sua infra, para os testes e validação do protótipo.

A parte lógica do projeto já está pronta, assim como a parte elétrica.

Estamos agora buscando auxílio na compra das peças necessárias para a construção da parte pneumática do protótipo (valor total R$ 8.200,00). O orçamento recebido está "printado" abaixo e vamos tentar anexa-lo qui para consulta, para justificar o valor.

O protótipo final não vai utilizar todas essas peças, mas precisamos de todas elas nessa etapa, para chegar na melhor configuração possível. Acreditamos que o produto final terá um preço de custo de aproximadamente R$ 3.000,00, podendo variar R$ 1.000,00 para cima ou para baixo, sendo esse nosso objetivo final de custo, SEM OBTENÇÃO DE  QUALQUER TIPO DE LUCRO.

Após a validação do protótipo, vamos documenta-lo em detalhes e distribuir o projeto GRATUITAMENTE, dando auxílio também para outras frentes que quiserem replicar o projeto em suas cidades e estados.

Vamos, também, abrir duas frentes de trabalho após isso, onde uma vai levantar os fundos para a produção em massa do equipamento e na divulgação do projeto, e a outra frente vai construir os respiradores e deixá-los a disposição do ministério da Saúde, para que eles possam ser direcionados para os maiores focos de necessidade.Em caso de dúvidas ou para confirmar a integridade do projeto, podem me procurar diretamente (Felippe Sia - 019-99169-3278 - LinkedIn: https://www.linkedin.com/in/felippe-sia/) ou a qualquer membro do projeto listada acima.