Diseño e implementación de un prototipo de ventilador mecánico operable manual y remotamente para la atención de pacientes con problemas respiratorios

Teran Vargas, Miguel Angel; Alvarez Gomez, David Joel

Diseño e implementación de un prototipo de ventilador mecánico operable manual y remotamente para la atención de pacientes con problemas respiratorios

dc.contributor.advisor	Delgado Barra, Lucy Angela
dc.contributor.author	Teran Vargas, Miguel Angel
dc.contributor.author	Alvarez Gomez, David Joel
dc.date.accessioned	2026-05-27T14:39:07Z
dc.date.available	2026-05-27T14:39:07Z
dc.date.issued	2026-03-26
dc.description.abstract	En este trabajo de investigación, se pretende diseñar e implementar un prototipo de ventilador mecánico para la atención de pacientes con problemas respiratorios, que pueda operar tanto de forma manual como remota, adaptándose a las necesidades de pacientes adultos e infantes. Tras un estudio de necesidades realizado durante la pandemia de COVID- 19, en colaboración con trabajadores de la salud y expertos en ingeniería de la UCSM, se identificaron criterios clave como un presupuesto asequible, capacidad para medir la presión de aire, tamaño compacto y niveles de ruido bajos. Basándose en estas consideraciones, se diseñó un ventilador mecánico en 3D, inspirado en la bolsa de resucitación Ambu, con dimensiones de 40x13x9 cm y un peso inferior a 8 kg. El sistema fue desarrollado utilizando dos microcontroladores Raspberry Pi Pico, los cuales fueron programados en Micropython mediante el entorno de desarrollo Thonny IDE. Estos microcontroladores se encargan de gestionar los distintos modos de operación (infanteadulto) y las modalidades de control (local-remoto) se da mediante los módulos Bluetooth CH-06 y USB Serial RS232, donde se utilizó el Driver TB6600 para el control del motor paso a paso, y se empleó el sensor MPX5010DP para la captura de la presión. Se creó una interfaz gráfica de usuario en Visual Basic para el control de modos de operación, y el registro de la hora, la presión y el flujo de aire. Asimismo, se desarrolló una aplicación para dispositivos Android mediante MIT App Inventor, este último controla al ventilador inalámbricamente a través de Bluetooth. Las pruebas se llevaron a cabo utilizando un pulmón artificial, luego el prototipo se reguló a los estándares de respiración para infantes (6-12 años a 22.5 rpm) y adultos (65 años o más a 14 rpm). Se empleó el principio del tubo de Venturi y el sensor con diferentes configuraciones de operación del motor, utilizando el método de clasificación de árbol de decisión se seleccionó dos configuraciones que se aproximen a los estándares de respiración de infantes y adultos, manteniendo bajos niveles de ruido. Durante las pruebas, se lograron valores de presión de 15.25 cmH2O a 21.66 rpm con una desviación de 0.46 cmH2O en modo infantil, y 19.96 cmH2O a 14.77 rpm con una desviación de 0.46 cmH2O en modo adulto. El prototipo fue validado conforme a requisitos de la Sociedad Chilena de Medicina Intensiva y necesidades de usuarios, cumpliendo con modos de operación, peso, tamaño, precisión de presión, niveles de ruido y otros aspectos cruciales para la fabricación de un ventilador mecánico.
dc.format	application/pdf
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/20.500.12920/16948
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Católica de Santa María	es_ES
dc.publisher.country	PE
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.uri	https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/	es_ES
dc.source	Universidad Católica de Santa María	es_ES
dc.source	Repositorio de la Universidad Católica de Santa María - UCSM	es_ES
dc.subject	Ventilador Mecánico
dc.subject	Micropython
dc.subject	Tubo de Venturi.
dc.subject.ocde	https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.06.01
dc.title	Diseño e implementación de un prototipo de ventilador mecánico operable manual y remotamente para la atención de pacientes con problemas respiratorios
dc.type	info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.version	info:eu-repo/semantics/publishedVersion
renati.advisor.dni	29278874
renati.advisor.orcid	0000-0002-7422-4547
renati.author.dni	74126745
renati.author.dni	75093669
renati.discipline	712026
renati.juror	Sulla Torres, Raul Ricardo
renati.juror	Urrutia Espinoza, Mario William
renati.juror	Zegarra Gago, Henry Christian
renati.level	https://purl.org/pe-repo/renati/level#tituloProfesional
renati.type	https://purl.org/pe-repo/renati/type#tesis
thesis.degree.discipline	Ingeniería Electrónica
thesis.degree.grantor	Universidad Católica de Santa María.Facultad de Ciencias e Ingenierías Físicas y Formales	es_ES
thesis.degree.name	Ingeniero Electrónico