ReaMima
Crea un respirador de emergencia
utilizando materiales de almacén (OFF-THE-SHELF)
Guideline to Emergency DIY Ventilator
ReaMima, es el diseño de hardware abierto y libre para que cualquiera pueda ayudar construyendo respiradores con materiales fáciles de conseguir y que no necesitan tener una línea de aire comprimido.
Mi prototipo lo he montado con botellas vacías, un recipiente de plástico, dos bombas de agua de tienda de acuarios o bricolaje y electrónica que puedes comprar en Amazon o tiendas de componentes electrónicos.
El diseño básico del respirador se basa en el uso de columnas de agua para producir el intercambio gaseoso en el pulmón de una forma sencilla utilizando materiales que se pueden encontrar en cualquier almacén.
La idea es poder ir a un almacén de bricolaje y tener el material necesario para hacer un respirador.
En caso de emergencia, como tenemos actualmente con el Coronavirus, es necesario poder construir rápidamente equipos que tengan una fiabilidad suficiente, con materiales que sean sencillos de localizar y de montar, sin tener que desarrollar material nuevo que necesite de muchas horas para comprobar su resistencia y funcionamiento.
Para la gente de mi edad, es el respirador que construiría McGyver.
La respiración consiste básicamente en introducir un volumen determinado de aire en los pulmones a una presión determinada, que se produzca el intercambio en los alveolos de oxigeno por dióxido de carbono y la posterior expulsión de dicho aire.
Hay muchos dispositivos de ayuda a la respiración, electro-mecánicos, o simplemente mecánicos. En todos ellos es muy importante tanto regular el volumen introducido como la presión a la que introduce el aire.
Un problema común es cómo realizar el control para que no se introduzca más aire del necesario o a más presión de la necesaria. En los sistemas mecánicos o electromecánicos es necesario disponer de seguros eléctricos, control de par, válvulas de seguridad que garanticen ese control, etc...
Si se utiliza un sistema hidráulico, tenemos muchas ventajas ya que en cualquier superficie de bricolaje encontramos mucho material dedicado al tema, más que para el control de aire, por lo que en caso de emergencia, dispondremos de mucho material, repuestos, etc…
Lo más importante, con muy pocos conocimientos seremos capaces de hacer un pequeño respirador.
Funcionamiento
El funcionamiento del respirador se basa en utilizar una columna de agua para desplazar el volumen de aire a una presión controlada y un volumen controlado.
Este es el modelo más simple y básico de un sistema ReaMima, una pequeña bomba y tres recipientes. Si quieres más detalles pasa a modelo simple
Teniendo en cuenta que el volumen de aire que hemos de introducir en el pulmón ( Volumen corriente ) son 7ml/kg de peso corporal, hemos de diseñar el sistema de acuerdo a ese cálculo. Para no complicarse, lo mejor puede ser poner en las indicaciones del respirador que montemos que no se debe usar con personas de mas de 100 kg de peso y definir nuestro volumen de aire máximo en 700 ml.
En la siguiente imagen, se puede ver que el volumen de 700 ml es nuestro volumen de trabajo, por lo que el area rayada en verde es nuestro margen de seguridad. Hay que dejar por lo menos la mitad o igual al volumen que vamos a usar como margen de seguridad.
En las pruebas iniciales, he utilizado una botella vacía de plástico a la que le he cortado la tapa inferior.
Teniendo acceso a más materiales, se puede utilizar plásticos o metales.
Es importante mencionar que el recipiente que se utilice debe estar limpio, no debe soltar gases, partículas o elementos dañinos para la salud y se debe poder desinfectar con alcohol, lejía o similar.
Así mismo, no debe poder deformarse bajo la presión, ya que nos puede engañar con el volumen insuflado.
El tamaño del deposito de compresión ha de ser lo suficientemente grande para que almacene un volumen mínimo de agua y un volumen máximo que nos deje trabajar correctamente.
ReaMima, is the open and free hardware design so that anyone can help by building respirators with easily available materials that do not require a compressed air line.
I have assembled my prototype with empty bottles, a plastic container, two aquarium water pumps and electronics that you can buy at Amazon or electronics stores.
The basic design of the respirator is based on the use of water columns to produce the gas exchange in the lung in a simple way using materials that can be found in any store.
The idea is to be able to go to a DIY store and have the material needed to make a respirator.
In case of emergency, as we currently have with the Coronavirus, it is necessary to be able to quickly build equipment that is sufficiently reliable, with materials that are easy to locate and assemble, without having to develop new material that needs many hours to check its durability and operation.
For people of my age, this is the respirator that McGyver would build.
Breathing basically consists of introducing a certain volume of air into the lungs at a certain pressure, which causes the exchange of oxygen in the alveoli for carbon dioxide and the subsequent expulsion of this air.
There are many electro-mechanical or simply mechanical breathing aids. In all of them it is very important to regulate both the volume introduced and the pressure at which the air is introduced.
A common problem is how to carry out the control so that no more air is introduced than necessary or at more pressure than necessary. In mechanical or electromechanical systems it is necessary to have electrical locks, torque control, safety valves that guarantee this control, etc...
If a hydraulic system is used, we have many advantages since in any hardware store we find a lot of material dedicated to the subject, more than for air control, so in case of emergency, we will have a lot of material, spare parts, etc.
Most importantly, with very little knowledge we will be able to make a small respirator.
How it works
The operation of the respirator is based on using a column of water to move the volume of air at a controlled pressure and a controlled volume.
This is the simplest and most basic model of a ReaMima system, a small pump and three containers. If you want more details go to simple model
Taking into account that the volume of air we have to introduce in the lung (tidal volume) is 7ml/kg of body weight, we have to design the system according to that calculation. To avoid complications, it is best to indicate on the respirator that it should not be used with people weighing more than 100 kg and define our maximum air volume as 700 ml.
In the following image, you can see that the volume of 700 ml is our working volume, so the area striped in green is our safety margin. We must leave at least half or equal to the volume we are going to use as our safety margin.
In the initial tests, I used an empty plastic bottle to which I cut off the bottom cap.
With access to more materials, you can use plastic or metal.
It is important to mention that the container used must be clean, must not release gases, particles or elements harmful to health and must be able to be disinfected with alcohol, bleach or similar.
Likewise, it must not be able to deform under pressure, as it can deceive us with the volume insufflated.
The size of the compression tank must be large enough to store a minimum volume of water and a maximum volume that will allow us to work correctly.