Escola de Engenharia projeta Ventilador tipo VDP para combater pandemia

Protótipo simula respiração espontânea e visa suprir demanda de respiradores

A FURG rapidamente se mobilizou no combate ao avanço da pandemia, antes mesmo da ocorrência dos primeiros casos em Rio Grande. Uma série de ações tem sido desenvolvidas por professores, técnicos-administrativos, alunos e colaboradores da comunidade externa. Nesse contexto, a Escola de Engenharia (EE) anuncia a produção de um Ventilador tipo VDP (Ventilação de Pressão Diferencial), capaz de emular a mecânica da respiração espontânea. A proposta visa oferecer uma alternativa para a escassez de respiradores, equipamento fundamental no tratamento da covid-19.

Desenvolvido com coordenação do professor Waldir Terra Pinto, responsável pelo Laboratório de Interação Fluído-Estrutura (LIFE) da FURG, a equipe do projeto conta com outros três professores, dois técnicos-administrativos e um bolsista – também da EE –, uma professora da Faculdade de Medicina (Famed), além de contar com a colaboração de um professor da Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).

Conceito

De acordo com Waldir, a ideia do projeto surgiu da escassez de ventiladores pulmonares convencionais em ambientes hospitalares frente à demanda imposta pela covid-19. Segundo o professor, esses equipamentos operam utilizando o conceito de pressão positiva: “em função de nossa experiência na utilização de sistema de suporte à vida subaquática, pensamos em desenvolver um sistema que utilizasse, também, a pressão negativa”, explica. A combinação de ambas pressões, positiva e negativa, configura um sistema chamado de pressão diferencial, no qual a ação resultante provém justamente de uma diferença de pressão entre dois pontos.

Com isso, o modelo que serviu de inspiração para o desenvolvimento do projeto foi o ‘pulmão de aço’, equipamento desenvolvido na década de 1920 e utilizado durante a epidemia de poliomielite, após a segunda guerra mundial. A tecnologia empregada no dispositivo acabou por tornar-se obsoleta principalmente devido à falta de controle da pressão na entrada das vias aéreas. Esse problema é atualizado e corrigido por meio da pressão diferencial, e consiste no pensamento base para o desenvolvimento da ideia concebida pela equipe.

Segundo Waldir, a adoção de um método diferente do convencional para a ventilação se deu com base em estudos que citam que ventiladores de pressão negativa compõem vantagens para o tratamento de crises respiratórias agudas: a diminuição do tempo de UTI, a diminuição de sequelas pulmonares e, ainda, a diminuição da taxa de mortalidade. Dessa forma, aliado a um sistema de pressão positiva, o protótipo oferece características complementares de ambas tecnologias.

Funcionamento

Composto por duas câmaras, o princípio básico de funcionamento do projeto consiste em posicionar a caixa torácica do paciente em uma câmara de pressão negativa e sua cabeça em uma câmara de pressão positiva. Esta estrutura compõe o sistema de pressão diferencial, controlando a entrada de ar e otimizando o processo de respiração, por meio de uma simulação mecânica que se equipara ao processo natural realizado pelo corpo humano. O conceito torna a ideia bastante versátil, como aponta o professor: “O grande diferencial está na câmara de pressão negativa. Essa câmara pode ser individual, um colete ou uma sala para respiração coletiva. Conceitualmente, o equipamento pode ser utilizado até mesmo em um hospital de campanha”.

Atualmente, o projeto está sendo desenvolvido em duas frentes, sendo uma de simulação e controle do sistema de acionamento, e, a outra, de experimentos com modelos físicos. A equipe conta, também, com um modelo reduzido para realizar provas conceituais. De acordo com Waldir, a próxima etapa da pesquisa envolve a construção de um protótipo individual para a realização de testes em humanos. Por fim, para a última etapa da pesquisa, está previsto o teste prático do aparelho junto a área de saúde da universidade onde sua eficácia será testada no tratamento de doenças respiratórias.

Assessoria de Comunicação Social da FURG

Foto: Divulgação