PROYECTO MECATRONICO

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CONTENIDO

I.        ASPECTOS DE LA PROBLEMÁTICA        4

1.1        DESCRIPCION DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA        4

1.2        FORMULACION Y PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE INVESTIGACION        4

1.2.1        Pregunta general        4

1.2.2        Preguntas especificas        4

1.3        JUSTIFICACION E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACION        5

1.3.1        Justificación        5

1.3.2        Importancia        5

1.4        OBJETIVOS        5

1.4.1        Objetivo general        5

1.4.2        Objetivos específicos        5

II.        MARCO TEORICO        6

2.1        ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACION        6

2.2        BASES TEORICAS        7

2.2.1        Oxigeno        7

2.2.2        Generación de Oxigeno Medicinal        8

2.2.3        Generación de Oxigeno por Adsorción por Oscilación de Presión        8

2.2.4        Selección de equipos        13

2.2.5        Diseño del sistema de automatización        14

2.3        GLOSARIO DE TERMINOS        17

2.4        MARCO REFERENCIAL        18

2.5        HIPOTESIS        18

2.5.1        Hipótesis general        18

2.5.2        Hipótesis especificas        18

3        MARCO METODOLÓGICO        21

3.1        ENFOQUE        21

3.2        DISEÑO        21

3.3        NIVEL        21

3.4        TIPO        21

3.5        SUJETOS DE LA INVESTIGACIÓN        21

3.6        MÉTODOS Y PROCEDIMIENTOS        21

3.6.1        Métodos        22

3.6.2        Procedimientos        22

3.7        TÉCNICAS E INSTRUMENTOS        22

3.7.1        Técnicas        22

3.7.2        Instrumentos        22

3.8        ASPECTOS ÉTICOS        22

3.9.3. Financiamiento        24

1. ASPECTOS DE LA PROBLEMÁTICA

1. DESCRIPCION DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA

Debido a la crisis sanitaria por la pandemia del COVID-19 quedo en evidencia que el sistema de salud no estaba preparado para dotar de plantas de oxígeno en cantidades adecuadas para sus hospitales, siendo este un problema critico que lleva más de un año sin solucionar. La escasez de oxígeno medicinal obliga a miles de peruanos a formar largas filas para poder adquirir y recargar un balón de oxígeno para un familiar enfermo. Este vital elemento no solo lo requieren pacientes con coronavirus hospitalizados o recibiendo tratamiento en sus hogares; sino también, la población de peruanos con otras comorbilidades.

El Centro Nacional de Epidemiologia, Prevención y Control de enfermedades (CDC) menciona que en lo que va de la pandemia del COVID-19, el mes más letal fue abril del 2021 donde se superó la barrera de más de 400 muertes diarias contabilizando un total 8255 decesos durante dicho mes en territorio nacional y la mayoría es debido a la escasez y pureza necesaria de oxígeno medicinal que impide dar el tratamiento adecuado a miles de pacientes enfermos con COVID-19 en el país.

Aunque el país se encuentra en un descenso notorio de muertes por COVID-19 es necesario no bajar la guardia ante una inevitable tercera ola y según datos del Ministerio de Salud (MINSA) el gobierno saliente deja en funcionamiento hasta la fecha 241 plantas de oxígeno medicinal pero la mayoría poseen un sistema de control independiente, sin capacidad de monitoreo, por lo tanto, no podemos determinar con exactitud la pureza del oxígeno entregado ni el estado en que se encuentra la planta, Por ello este proyecto consistirá en diseñar un método de control, seleccionar y ubicar los sensores adecuados para el sistema y así tener con mayor exactitud la pureza del oxígeno y con la ayuda de un Programador Lógico Computarizado (PLC) y un Interfaz Hombre-Maquina (HMI) nos permitirá monitorear, visualizar y controlar el funcionamiento y estado de la planta.

1. FORMULACION Y PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE INVESTIGACION

1. Pregunta general

• ¿Cómo diseñar un sistema de control para una planta generadora de oxígeno medicinal?

1. Preguntas especificas

• ¿Cómo diseñar el sistema de control de una planta PSA?
• ¿Qué tipo de sensores se utilizarán para el muestreo en la planta?
• ¿Cómo diseñar un sistema HMI para el monitoreo del estado de la planta?
• ¿Cómo diseñar un sistema de alarmas a través de la pureza del oxígeno?

1. JUSTIFICACION E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACION

1. Justificación

La investigación que realizaremos se lleva a cabo debido al alto índice de pacientes que no tienen el oxígeno de calidad requerido a la pureza necesaria para tratar uno de los síntomas principales como es el síndrome de dificultad respiratoria producida por falta de oxígeno en los pulmones, ocasionada por la presencia del virus SARS-CoV-2; por ello implementaremos este sistema que nos permitirá controlar el flujo de oxígeno medicinal suministrado a los pacientes con un 95% de pureza de oxígeno el cual es lo mínimo y necesario para tratar esta enfermedad según normativas vigentes en el Perú.

1. Importancia

Esta investigación ayudara a brindar una mejor calidad de oxígeno el cual es necesario para un apropiado tratamiento de los pacientes.

Nos permitiría optimizar el proceso de la planta de oxígeno sin gastos de logística y manipulación.

Nuestra investigación beneficiara tanto a los pacientes con dificultades respiratorias que asistan a los hospitales como al personal de mantenimiento encargado de la planta PSA.

1. OBJETIVOS

1. Objetivo general

• Diseñar un sistema de automatización de una planta de oxígeno PSA

1. Objetivos específicos

• Describir el sistema de control de una planta PSA
• Desarrollar un sistema HMI para el monitoreo y ajustes de la planta.
• Desarrollar un sistema de alarmas a través de la pureza del oxígeno.

1. MARCO TEORICO

1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACION

Capote (2019).  En este proyecto de grado se realizó el diseño de un dispositivo de concentración de oxígeno para su aplicación en actividades industriales tales como la piscicultura. Siendo la piscicultura un sector de importante crecimiento en Colombia este trabajo aporta las bases del diseño de un producto capaz de suministrar oxígeno de alta pureza. El análisis desarrollado del proceso de concentración del oxígeno mediante el ciclo de Adsorción por Oscilación de Presión (PSA) identifica sus características principales y brinda una explicación resumida y concreta sobre los principales aspectos a tener en cuenta en el desarrollo de futuros proyectos afines.

Los resultados presentados en este trabajo indican que el dispositivo es capaz de obtener un producto de oxígeno de alta pureza dentro de su rango de operación, así mismo, se caracterizaron los parámetros de operación más relevantes del dispositivo. Los diferentes métodos de verificación permiten establecer que el dispositivo cumple con todos los requerimientos de ingeniería planteados.

Este proyecto se relaciona con la investigación en curso, ya que nos brinda la elección del adsorbente adecuado para una mejor adsorción de gases y los procedimientos de prueba de sensores para una mayor pureza del oxígeno.

Montalvo (2010). El presente trabajo de tesis pretende hacer un aporte de los conocimientos obtenidos en la carrera de Ingeniería Electrónica aplicada al área médica, una contribución a fin de facilitar el proceso de curación y recuperación del individuo enfermo ya sea dentro del área hospitalaria y subcentros de salud.

Con este proyecto se quiere implementar un sistema automatizado de control digital, que facilite el suministro de oxígeno a los pacientes, ya que en la actualidad para administrar O2, se realiza mediante un flujómetro, el cual mide en litros/minutos y no en porcentaje de oxígeno que ingresa hacia las vías respiratorias.

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