Estudo de um modelo de atuador com topologia radial para acionamento de um dispositivo de assistência ventricular ápico-aórtico

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Nishida, Breno Yuzo Tachibana
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Avaliação da Tecnologia Biomédica; Biomedical; Computer Simulation; Coração Auxiliar; Dimensional Measurement Accuracy; Engenharia; Engineering; Equipamentos e Provisões; Equipment and Supplies; Heart-Assist Devices; Precisão da Medição Dimensional; Simulação por Computador; Technology Assessment
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/98/98131/tde-14072023-075711/

O presente estudo apresenta um método de caracterização de atuadores elétricos usados em bombas de sangue implantáveis para análise e melhoria da otimização para todos os tipos de dispositivos de fluxo contínuo. O método utilizado emprega simulações computacionais e ensaios em bancada como forma de validar atuadores para serem aplicados em bombas de sangue e utiliza especificações de motores Sem Escova de Corrente Contínua (SECC) a fim de contribuir com a escolha do motor elétrico mais adequado para este uso. Além disso, o presente estudo flexibiliza o processo de confecção da bomba, fazendo com que o desenvolvimento e a avaliação do atuador sejam realizados de uma forma que não dependam da estrutura mecânica da bomba de sangue. A simulação computacional, realizada com o propósito de possibilitar a análise e a otimização do motor, utiliza um programa de código aberto a fim de calcular as especificações dinâmicas de acordo com a geometria do atuador. Os ensaios de bancada tiveram o objetivo de levantar experimentalmente as especificações dinâmicas do atuador e mimetizar a força resistente de uma bomba de sangue quando esta é aplicada em ensaio hidrodinâmico. A bancada de caracterização elétrica foi construída considerando a praticidade da montagem fazendo uso de componentes disponíveis no mercado. Foi feita a avaliação de um motor BLDC de topologia radial a qual demonstrou que o motor BLDC possui torque suficiente para realizar o trabalho de uma bomba de sangue, porém consome alta corrente o que o torna inadequado para ser aplicado em bombas de sangue. Porém, por meio do ensaio de caracterização foi possível determinar a intensidade do torque a fim de calcular uma nova constante de velocidade que fosse compatível com as demandas de um motor a ser aplicado em bombas de sangue. Por último, a simulação computacional levou à otimização da geometria deste atuador de acordo com as especificações desejadas. Portanto, o método empregado demonstrou a capacidade de possibilitar a análise e otimização de atuadores a fim de que as bombas de sangue projetadas em ensaios futuros tenham o rendimento e a confiabilidade adequada.