Publication: Diseño y construcción de una bomba para simulación de flujo cardiaco (I)
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Publication date
2009-09
Defense date
2009
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Abstract
Este proyecto es la mejora de una bomba de simulación de flujo cardíaco ya existente. La bomba presentaba una series de problemas técnicos, los cuales impedían su buen funcionamiento; por ello se nos encargó un objetivo claro, un nuevo diseño teniendo en cuenta la experiencia del primer prototipo, pero mejorando la funcionalidad de sus componentes y su accesibilidad. Para poder diseñar, primero tenemos que comprender y sintetizar el funcionamiento del corazón y del flujo cardíaco, ya que su última finalidad es poder hacer la simulación del flujo sanguíneo. El proyecto consiste en el diseño y construcción de una bomba, que simula los impulsos cardíacos que el corazón envía a las arterias. Este prototipo contiene un motor paso a paso, controlado por un programa de ordenador, implementado en lenguaje C, que utiliza las funciones del sistema operativo Real Time Linux; este sistema operativo garantiza que los trenes de impulsos ordenados al motor sean en tiempo real, dándole prioridad sobre otros procesos. Se ha utilizado este método para controlar el movimiento del motor por las características indicadas anteriormente, por su bajo coste y su gran efectividad. Aunque hay procesos con mayor precisión que el utilizado, son mucho más costosos y por eso han sido descartados. El funcionamiento de la bomba consiste en el movimiento lineal de un pistón, a través de un tornillo sin fin, que esta ensamblado de forma solidaria con el motor paso a paso, con el objetivo del mover el flujo, introducido en la bomba, simulando el pulso cardiaco deseado. El flujo que bombeamos recorre 2 circuitos, el primero lo denominamos circuito de entrada; como su nombre indica, por él pasa el fluido que entra dentro de la cámara de la bomba. Y el segundo, el de salida. Para que el flujo simule el recorrido de la sangre por las venas y arterias, introducimos 2 electroválvulas de tres vías, una convergente y otra divergente, entre la bomba y el depósito abierto para hacer el flujo continuo. Todo el sistema está controlado, como hemos indicado anteriormente por el ordenador, ya que en la bomba hay instalados 2 sensores en el pistón que junto con los 2 de las tapas, controlamos la carrera del pistón. Tanto los sensores como las electroválvulas están conectados el ordenador a través del circuito eléctrico. El funcionamiento del prototipo tiene que dar como resultado la simulación del pulso cardíaco de la arteria aorta, pero debido al gran caudal de la aorta, el objetivo mínimo marcado es la simulación del flujo de la arteria carótida, debido a que su caudal es menor y con mayor regularidad.
Description
Keywords
Flujo cardíaco, Simulación por ordenador, Turbomaquinaria