Diseño de un concentrador de oxígeno con sistema de telemonitoreo mediante el internet de las cosas utilizando Azure IoT Hub para pacientes con enfermedades respiratorias - Montaño Monroy, Grecia Lucero (2024)
La presente tesis de investigación se centra en el diseño mecatrónico, que abarca la parte mecánica, eléctrica y electrónica de un concentrador de oxígeno medicinal con sistema de telemonitoreo mediante el Internet de las Cosas para lo cual se utilizó la plataforma Azure IoT Hub. Esta propuesta responde a la necesidad de mejorar la eficacia del monitoreo de pacientes con enfermedades respiratorias que requieren oxigenoterapia, un tratamiento que demanda atención médica constante durante largos periodos. El funcionamiento del sistema se basa en la tecnología de adsorción por oscilación de presión por lo que el aire es absorbido a través de un compresor de aire, previo filtrado y enfriado antes de pasar con ayuda de las electroválvulas a los tanques de zeolita, mineral que retiene el nitrógeno y permite el paso del oxígeno con el fin de obtener una concentración de pureza mayor al 90%, con un suministro de hasta a 10 litros por minuto. Con la inserción de la tecnología IoT al concentrador de oxígeno se logró el telemonitoreo de las variables fisiológicas (saturación de oxígeno y pulso) y la visualización de datos del concentrador de oxígeno como el flujo de oxígeno, el porcentaje de oxígeno puro y el tiempo de uso. Para el diseño en 3D del concentrador de oxígeno se utilizó el software SolidWorks, donde también se llevó a cabo un análisis estático para evaluar cómo responde la base del concentrador ante las cargas totales que debe soportar. Asimismo, se utilizó el software EasyEDA para el diseño del sistema electrónico que incluye un Arduino Nano, un módulo Wifi ESP32, un sensor de oxígeno, un sensor de presión, un sensor de pulsioximetría, una pantalla LCD, las válvulas y leds. El software CADeSIMU se usó para el diseño del sistema eléctrico el cual integra un transformador, un fusible, un interruptor térmico, compresor de aire, electroválvulas y dos ventiladores. Como resultado de la presente tesis de investigación, se diseñó el chasis del concentrador obteniendo un factor de seguridad de 23. Además, se logró obtener oxígeno puro mayor al 90%, a una presión de 9 psi y con un flujo de hasta 10 litros por minuto. De igual manera, se empleó la tecnología IoT para lo cual se estableció la conexión entre el ESP32 y la plataforma Azure a fin de enviar los datos del sensor MAX30102, por lo que se pudieron visualizar las variables a través de un dashboard