Desarrollo de bomba hemodinámica para simulacion en sistema in vitro

Abstract

El presente proyecto de título tiene como objetivo desarrollar, lo cual incluye diseñar, fabricar y validar un prototipo de una bomba de simulación hemodinámica orientada a la enseñanza de conceptos de fisiología cardiovascular. La iniciativa surge como respuesta a la necesidad de contar con herramientas didácticas accesibles que permitan representar de forma práctica distintos escenarios hemodinámicos, considerando que los simuladores comerciales de alta fidelidad presentan elevados costos de adquisición y mantenimiento, limitando su incorporación en instituciones educativas con recursos restringidos. El desarrollo del proyecto contempló una metodología de diseño industrial basada en la identificación de requerimientos técnicos y funcionales, evaluación de alternativas mediante matrices de decisión, selección de componentes, modelación tridimensional utilizando Autodesk Fusion 360 y fabricación del prototipo mediante procesos de manufactura convencional e impresión 3D. El sistema integra una bomba peristáltica, un servomotor de alto torque, un microcontrolador Arduino y un sistema de control programable, permitiendo simular escenarios fisiológicos correspondientes a presión arterial normal, hipotensión, hipertensión y arritmia. Asimismo, se desarrollaron los diagramas eléctricos, hidráulicos y de bloques necesarios para documentar el funcionamiento del equipo. Con el propósito de verificar el desempeño del prototipo, se realizaron cálculos hidráulicos y mecánicos relacionados con presión, caudal, velocidad del fluido, pérdidas de carga, fuerza y torque, complementados con pruebas funcionales que permitieron comparar las frecuencias cardíacas programadas con las obtenidas experimentalmente. Los resultados obtenidos demuestran la factibilidad técnica del diseño propuesto y evidencian que el prototipo constituye una alternativa funcional y de menor costo para apoyar la enseñanza de la fisiología cardiovascular y la hemodinámica en laboratorios universitarios.