Photoanode

A fabricação do simulador cardíaco consistiu em diversas etapas de usinagem, onde foram utilizadas serras manuais, de disco, de fita horizontal e vertical, furadeiras manuais e de coluna, tornos mecânicos, fresadoras e máquina de dobra.

Os componentes usinados do simulador cardíaco podem ser vistos a partir da Tab. 4.2 e 4.3. Na oficina mecânica do Centro Tecnológico de Hidráulica e Recursos Hídricos (CTH) deram-se processos de desbaste por meio de torneamento e furação. A usinagem de precisão deu-se no Laboratório de Usinagem do Departamento de Engenharia Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos (PMR), por diversas máquinas e processos. Etapas de acabamento consistiram em limagem, lixamento e polimento. Alguns registros da fabricação encontram-se em (BAZAN e ORTIZ, 2011b). Aqui deu-se maior relevo à membrana flexível utilizada, que é abordada na seqüência.

Em função do reconhecimento dos bons resultados obtidos para a simulação ventricular através de modelos utilizando uma membrana flexível de silicone (VIVITRO, 2009), a primeira opção adotada foi analisar a possibilidade de fabricá-la a partir desse mesmo material, de modo artesanal54, mediante silicone industrial (silicone e catalisador). Alguns modelos de membranas flexíveis artesanais, conforme a Figura 6.2, (b) e (c), foram montadas no simulador e funcionaram por alguns dias. Entretanto, o seu manuseio causava uma pequena fissura que se prolongava ao longo do modelo, rasgando-o com facilidade. Assim, abandonou-se esta opção por processo artesanal e buscou-se constituir a membrana flexível por meio de elementos manufaturados em borracha (cf. Fig. 4.6, (a)) e silicone.

Figura 4.6 – Alguns exemplos de membranas flexíveis utilizadas previamente

Legenda: (a) modelo de borracha (veicular); (b) modelo artesanal obtido por simples deposição de silicone industrial, e (c) modelo artesanal obtido por molde em gesso para silicone industrial

54 _{A única empresa encontrada nacionalmente capacitada para manufaturar a membrana de silicone}

foi a Kinner Silicone Rubber Ind. e Com. Ltda (Ribeirão Pires, SP), orçado em R$ 6.000,00 para o mínimo de três peças, em 17-10-2011. Sendo inviável esta opção mediante tal orçamento, procedeu- se de modo a constituir a membrana flexível por processo artesanal.

As opções adotadas para elementos manufaturados em borracha, como peças de aplicação veicular ou diafragmas de sistemas de bombeamento, implicaram em baixa sensibilidade ao aumento de pressão externa. Paralelamente, buscou-se adaptar também alguns elementos manufaturados em silicone como, por exemplo, ambú neonatal, mini-máscara laríngea, máscara para prematuro e balão para anestesia (Rimed Produtos Hospitalares, Campinas, SP), dentre outros.

A membrana flexível de silicone escolhida, cujos resultados foram satisfatórios diante do experimento de validação, foi exibida na seção 3.3.2.2. Concretizou-se a partir de um produto da empresa Pavoni (Via Enrico Fermi, S.N. 24040 Suisio (BG), Itália), de atuação na área alimentícia.

4.3.2. Montagem

A montagem e disposição de todo o sistema que engloba o simulador cardíaco e a instrumentação periférica pode ser analisada pelas Fig. 4.2 a 4.5, sobretudo pelas de vista explodida.

A partir da Fig. 4.2 vê-se que os únicos elementos de fixação rígida, por parafusos, na base do simulador (cf. Fig. 4.2, n. 39 e n. 40) são: o suporte do servomotor (cf. Fig. 4.2, n. 36), a mesa linear (cf. Fig. 4.2, n. 3), o mancal do cilindro (cf. Fig. 4.2, n. 41) e o suporte do servoconversor (cf. Fig. 4.2, n. 5). O reservatório global (cf. Fig. 4.3, n. 30) é apenas apoiado na base do simulador; a fixação de outros elementos garante a sua rigidez durante o acionamento. Com união por parafusos, também estão acoplados o servoconversor (cf. Fig. 4.2, n. 6) no seu suporte, o cilindro (cf. Fig. 4.2, n. 42) no seu mancal, o eixo do pistão (cf. Fig. 4.2, n. 4) no suporte da mesa linear e o cilindro na flange (cf. Fig. 4.3, n. 31), prensando o espaçador do cilindro (cf. Fig. 4.2, n. 43) entre si. A base do simulador possui ora pés curtos (cf. Fig. 4.2, n. 38), ora pés longos (cf. Fig. 4.2, n. 44): todos são também montados nas devidas placas via parafusos. O elemento acoplamento (cf. Fig. 4.2, n. 2) serve para transmitir o movimento do eixo do servomotor para o da mesa linear. Ainda que o travamento rotacional se dê por chavetas (em cada um dos eixos), há ainda um parafuso de fixação para impedir o deslocamento longitudinal sobre os eixos.

Especificamente quanto aos componentes do “Detalhe A” da Fig. 4.2, que estão discriminados na Fig. 4.3, ocorrem diversos tipos de união: colagem com resina acrílica (cola acrílica e catalisador, designação S-330, Central do Acrílico Ltda), roscas entre os elementos, parafusagem e ajuste por interferência. São descritos no próximo parágrafo.

Os dosadores de ar (cf. Fig. 4.1, n. 50 e n. 51) são montados por roscagem. Os elementos tampa, placa e câmara do reservatório global (cf. Figura 4.3, n. 27, n. 28 e n. 29, respectivamente) são colados entre si por meio de resina acrílica. Assim também o reservatório global e a flange do cilindro (cf. Fig. 4.3, n. 30 e n. 31). A

tampa do reservatório global também é colada sobre tal reservatório. Em seguida, apoiado sobre essa tampa, aloja-se a membrana flexível (cf. Fig. 4.3, n. 26). Em seguida, apoiada sobre o anel, a plataforma óptica (cf. Fig. 4.3, n. 25). O anel fixador da plataforma óptica (cf. Fig. 4.3, n.22) comprime a mesma sobre a tampa do reservatório global (cf. Fig. 4.3, n. 27) através de parafusagem. Estes mesmos parafusos prensam a membrana flexível contra a plataforma óptica, constituindo o modelo do ventrículo esquerdo. Quando esses parafusos são apenas desapertados, permitem a rotação da plataforma óptica sobre o seu eixo vertical. As próteses cardíacas aórtica e mitral são inseridas na plataforma óptica, conforme a Fig. 4.1, n. 46 e n. 47, respectivamente. O átrio é colado com resina na sua tampa e base (cf. Fig. 4.3, n. 15, n. 14 e n.17, respectivamente). O duto atrial une por colagem a base do átrio e o fixador do átrio (cf. Fig. 4.3, n. 19, n. 17 e n. 23). Do mesmo modo, o Valsalva é unido à sua base e à base do duto aórtico (cf. Fig. 4.3, n. 18, n. 20 e n. 16). O fixador do átrio é apoiado na plataforma óptica com o fim de ser parafusado, prensando um anel retentor (cf. Fig. 4.3, n. 24). A base do Valsalva se une à plataforma óptica por roscagem, prensando entre si outro anel retentor (cf. Fig. 4.3, n. 21). Todos os demais elementos, conforme a Figura 4.3, são montados em ajuste por interferência. Apesar de o sensor do fluxômetro (cf. Fig. 4.1, n. 58) ser visto na posição atrial a partir da Fig. 4.5, C, em vista da validação do simulador, foi montado por interferência na aorta: especificamente sobre o elemento base do duto aórtico (cf. Fig. 4.3, n. 16).

Conforme a Fig. 4.5, a instrumentação periférica do simulador cardíaco consiste dos transdutores de pressão e seus amplificadores de sinal, do fluxômetro eletromagnético e sensor, do módulo de aquisição de dados, fontes externas de tensão, termostato digital e seu aquecedor e sensor, além dos equipamentos LDA e PIV, acompanhados dos seus probes e câmeras. O computador também pode ser entendido dentro do mesmo âmbito. Conforme a mesma figura, vê-se que essa instrumentação pode ser montada conforme se deseje, exceto para as tomadas de pressão, que possuem local específico: na plataforma óptica (para a pressão intraventricular, a partir do pequeno orifício que pode ser visto na esquerda da seção A-A do Apendice 6, componente n. 25) e na mangueira pré-complacência, cf. Fig. 4.3, n. 12 (para a pressão sistêmica). Para fácil manipulação, o sensor e o aquecedor do termostato digital foram alocados no reservatório pré-atrial (cf. Fig. 4.3, n. 8). É evidente que as câmeras e os probes dos equipamentos PIV e LDA devem estar direcionados ao modelo do ventrículo, conforme o local ou seção de interesse.

Algumas últimas observações. A complacência pode ser colocada apoiada em qualquer base, a diversas alturas possíveis, sem comprometer o funcionamento do simulador. Entretanto, deve-se analisar qual melhor altura a complacência deve ser apoiada, dependendo da forma de onda de pressão que se deseja replicar. Por exemplo, para uma elevada altura da complacência, podem-se obter pressões ventriculares elevadas. Se isso for indesejado, deve-se baixá-la. Uma maior

quantidade de ar na complacência implica num maior amortecimento do pulso e serão menores as variações de pressão sistêmica. Torniquetes são associados às mangueiras pré e pós-complacência (cf. Fig. 4.3, n. 12 e n. 9, respectivamente). Com isto, aumentam a perda de carga dessas mangueiras e induzem alterações de resistência característica e periférica (cf. Fig. 4.1, n. 48 e n. 49, respectivamente).