A simulação CFD no combate à COVID-19

A simulação CFD no combate à COVID-19

A pandemia atual de COVID-19, gerada pelo novo vírus SARS-CoV-2, caracteriza-se pela fácil propagação e pelas diferentes formas de manifestação nos infectados, os quais, por sua vez, podem apresentar casos assintomáticos, bem como quadros extremamente graves. Com isso, setores como os de saúde, científico e tecnológico voltaram-se, totalmente, para as demandas provindas desse cenário alarmante, buscando supri-las.

Assim, partindo do fato de que tal doença ocasiona dificuldade respiratória em muitos dos enfermos, os ventiladores pulmonares, também chamados de respiradores mecânicos, rapidamente, tornaram-se uma das principais necessidades a ser atendida. Essa ferramenta busca levar o oxigênio necessário ao organismo humano, a partir da provisão de pressões ideais ao pulmão, sendo que a quantia e a velocidade de tal suprimento são manuseadas de acordo com cada quadro clínico. Com isso, o quadro respiratório apresentado pelo paciente tende a se normalizar.

Contudo, o número de contaminados chega a milhões de pessoas ao redor de todo o mundo, sendo desproporcional à oferta de ventiladores pulmonares. No mais, aqueles dispositivos já existentes no mercado apresentavam preços exorbitantes. Assim, não tardou para que indústrias, laboratórios e instituições educacionais passassem a investir no desenvolvimento de novos dispositivos, buscando torná-los mais acessíveis e eficazes.

Porém, para um novo produto chegar ao mercado, ele é submetido a todo um processo de planejamento, produção e testes, bem como a uma série de análises feitas por entidades superiores para que, assim, seja liberado para consumo. Em um momento tão delicado como o que estamos vivendo, já pensou se o produto final apresenta um rendimento menor do que o esperado? Ou falhas técnicas que requerem um conhecimento prévio para serem resolvidas?

Bom, há um jeito de evitar todos esses inconvenientes…e se trata da utilização da modelagem numérica de escoamento de fluidos por meio do CFD (sigla em inglês para Fluidodinâmica Computacional). Esses softwares de simulação permitem realizar análises envolvendo características dos campos da termodinâmica e de mecânica dos fluidos. No caso dos ventiladores pulmonares, é possível analisar o comportamento da velocidade, do fluxo, da pressão e da taxa volumétrica fazendo a estimativa do perfil respiratório. Além de ser uma alternativa de auxílio no desenvolvimento dos equipamentos, também pode ser utilizado, a fim de identificar possíveis problemas de pacientes devido ao respirador. Com o aperfeiçoamento do procedimento, seria possível até mesmo simular as condições da dinâmica respiratória e, consequentemente, a estrutura do pulmão doente.

É essencial ressaltar a aplicabilidade dessa tática e os benefícios adquiridos, tanto em tempo, quanto em custos. Sendo assim, obtêm-se respostas mais rápidas do comportamento do equipamento e da própria reação do paciente. Essa questão é essencial no contexto de sobrecarga no sistema de saúde ocasionado pela Covid-19, proporcionando

suporte às decisões realizadas pelos médicos. O impacto de uma aplicação realizada com qualidade na simulação seria na otimização dos testes, visto que ao se ter um nível de confiabilidade alto, reduz-se a necessidade de um sequenciamento de testes práticos, diminuindo, consequentemente, os custos envolvidos no desenvolvimento do produto e o tempo de experimento.

Mas como a Inova Jr. trabalha com esse tipo de modelagem?

Nós utilizamos dessa técnica de dinâmica dos fluidos para realizar análise de equipamentos industriais, como misturadores e trocadores de calor, a fim de simular suas características e seus parâmetros de trabalho. E você, empresário de Itajubá e região, que gostaria de realizar simulações fluidodinâmicas, não perca tempo! Entre em contato com a Inova Jr. e veja como podemos te ajudar.

Referências
  • CORONA VÍRUS SAÚDE. Corona Vírus. Disponível em: https://coronavirus.saude.gov.br/sobre-a-doenca. Acesso em: 12 ago. 2020.

  • FORÇA TAREFA COVID-19 UNICAMP. Fórum da força tarefa. Disponível em: https://covid.ic.unicamp.br/t/o-emprego-de-fluidodinamica-computacional-no-auxilio- ao-combate-do-coronavirus-e-melhoria-das-condicoes-medicas/190. Acesso em: 11 ago. 2020.
  • PORTAL ANIVSA. NOTA SOBRE VENTILADORES PULMONARES. Disponível em: http://portal.anvisa.gov.br/documents/219201/4340788/Nota+informativa_Ventilador es+pulmonares.pdf/0213a634-1db4-4892-b122-124830918ecc. Acesso em: 12 ago. 2020.

  • UFRJ NAUTILUS. Ventiladores Pulmonares na UFRJ e a Nautilus – Traçando um Paralelo. Disponível em: https://www.ufrjnautilus.com/post/ventiladores-pulmonares-na-ufrj?lang=pt. Acesso em: 11 ago. 2020.

  • UNICAMP. UNICAMP desenvolve sistema computacional para ventiladores pulmonares. Disponível em: https://www.unicamp.br/unicamp/noticias/2020/04/14/unicamp-desenvolve-sistema-c omputacional-para-ventiladores-pulmonares. Acesso em: 11 ago. 2020.

  • UOL. Como o ventilador pulmonar age no corpo? Quando usá-lo? Tire dúvidas. Disponível em: https://www.uol.com.br/vivabem/faq/como-o-ventilador-pulmonar-age-no-corpo-quan do-usa-lo-tire-duvidas.htm. Acesso em: 12 ago. 2020.

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