Mühendislik Dünyasının Covid-19 İle Mücadelesi

 Mühendislik Dünyasının Covid-19 İle Mücadelesi

Mühendisler, dünyada bir pandemiye dönüşen Covid-19 salgınının daha da ölümcül olmasını önlemek için yarışıyorlar. Bu süreçte ventilatör parçaları yapmak için fabrikalar yenileniyor, kritik tıbbi malzemeler tasarlanıyor ve 3D baskı yapılıyor.Covid-19 için ventilatörler ve yüz kalkanları geliştirmek için sanal hackathonlar ve açık kaynaklı gruplar kurmak ve N95 solunum cihazlarının üretimini artırmak amaçlanıyor.

Sağlık Alt Yapısı

Ventilatörler, akciğerleri sıvı ile dolduğunda oksijen (genellikle saf oksijen) vererek hastaları canlı tutar. Hastalık Kontrol Merkezleri’ne göre, Çin’deki Covid-19 kritik bakım hastalarının yüzde 40 ile yüzde 70’i mekanik ventilasyon aldı. Yine de Covid-19 için bu hayati cihaz kritik ölçüde yetersizdir. Salgının yeni merkez üssü olan New York Eyaleti’nin sadece 7.000 ventilatörü var. Virüs zirveye ulaştığında önümüzdeki iki ile üç hafta içinde 30.000 yeni ventilatöre daha ihtiyaç duyacakları açıklandı.
Amerikan Makina Mühendisleri Odası’na (ASME) göre yeni ventilatör üretimi başlamazsa sağlık alanının ihtiyacı karşılanmayacağı yönünde.

Yeniden Üretim Fabrikaları

GM ve Ford, salgının durdurduğu oto tesislerini ve tedarikçilerinin tesislerini ventilatörlere parça yapmak için dönüştürmek istiyor.
Örneğin GM, ventilatörler yapmak için tıbbi ekipman üreticisi Ventec Life Systems ile birlikte çalışıyor. GM, parçaların yüzde 95’ini tedarik etmeyi başardı. Ventilatörleri Kokomo Ind. Tesisinde, kontrol sistemleri için değiştirilebilecek küçük elektronik parçalar yapan yapacak. Ayrıca parçalar için tedarik zincirine girecektir. Bir başka şirket, çalışanların sahip olduğu Twin City Die Castings, GM ile yaptığı görüşmelere dayanarak, tesisini ayda 20.000 ventilatöre parça yapacak şekilde dönüştürmek için kesintisiz çalışıyor.

Bu arada Ford, GE’nin ventilatörünün basitleştirilmiş bir versiyonunu yapmak için GE Healthcare ile birlikte çalışıyor. Ayrıca HEPA filtreleri ve F-150 kamyonundan ve 3M elektrikli el aleti akü paketlerinden koltuk soğutma fanı kullanarak elektrikli hava temizleme respiratörü (PAPR) maskeleri yapmak için 3M ile birlikte çalışıyor. Avrupa’da, Fiat Chrysler ve Ferrari İtalya’daki ventilatör üretimini artırmaya çalışıyor. İngiliz hükümeti Airbus, JCB, Nissan ve Rolls-Royce gibi üreticilerden haftalar içinde 30.000’e kadar ventilatör üretmelerini istedi. Anlaşmayı hızlandırmak için hükümet, düşük faizli krediler ve uzatılmış geri ödeme koşulları sağlıyor. Yine İtalya’da, Tıbbi personelin ekipman eksikliği nedeniyle hayatta kalma şansı en yüksek olan hastalara öncelik vermesi istendiğinde, ülkenin üreticisi Siare Mühendislik’ten hükûmet tarafından ayda 125-500 ventilatör üretmeye başlaması istendi.
Siare Mühendisliğin temmuz ayı sonuna kadar 2.000 ventilatör üretmesi bekleniyor. İtalyan ordusunun üretimi artırmaya yardımcı olması için gelecek hafta 25 eğitimli teknisyen göndermesi bekleniyor. Her ventilatörün maliyeti ise 17.000 € ‘dur.

Mühendislik Ventilatörleri

Ventilatör

En basit şekliyle, modern bir pozitif basınçlı ventilatör, sıkıştırılabilir bir hava haznesi veya türbini, hava ve oksijen kaynakları, bir dizi valf ve tüp ile tek kullanımlık veya tekrar kullanılabilir bir “hasta devresinden” oluşur. Hava deposu, hastaya oda havası veya çoğu durumda hava/oksijen karışımı vermek için dakikada birkaç kez pnömatik olarak sıkıştırılır. Bir türbin kullanılıyorsa, türbin havayı ventilatörden içeri iter ve hastaya özgü parametreleri karşılamak için basıncı ayarlayan bir akış valfi bulunur. Aşırı basınç bırakıldığında, hasta akciğerlerin esnekliği nedeniyle pasif bir şekilde nefes verir. Eks hale gelen hava, genellikle hasta devresi içinde hasta manifoldu adı verilen tek yönlü bir valf yoluyla serbest bırakılır. Ayrıca sezgisel kontrollere, net ölçüm bilgilerine ve bir şeyler ters giderse, bir alarma ihtiyaç duyarlar.
Başka teknik konular da var. Sistem yüze güçlü bir sızdırmazlık sağlamalı ve pozitif basıncı korumak için sızıntı yapmamalıdır. Sadece hastaya ne kadar hava gittiğini değil, dışarı ne kadar hava aktığını da izlemeli ve virüsü dışarı verilen havadan temizlemelidir. Akciğerleri bloke eden spazmları ve mukus üretimini önlemek için hava ılık ve nemli olmalıdır. Ve herhangi bir ventilatör, işini yapmak için çok sayıda sensöre ve sofistike bir kontrol sistemine ihtiyaç duyacaktır.

Modern ventilatörler, basınç ve akış özelliklerinin bir hastanın ihtiyaçlarına tam olarak uyarlanmasını sağlamak için küçük bir gömülü sistem tarafından elektronik olarak kontrol edilir. Ventilatör ayarları, ventilasyonlu hasta için tolere edilebilir ve rahat hale getirir. Kanada ve Amerika Birleşik Devletleri’nde, solunum terapistleri bu ayarların ayarlanmasından, biyomedikal teknoloji uzmanları ise bakımdan sorumludur. Birleşik Krallık ve Avrupa’da hastanın ventilatör ile etkileşiminin yönetimi kritik bakım hemşireleri tarafından yapılır.

Mühendislik Dokunuşu

Valfler

İtalya’da ventilatör yokluğu, dünyadaki en yüksek Covid-19 ölüm oranına (yaklaşık %10) yol açtı. Göze çarpan bir başka sorun, tek kullanımlık ventilatör venturi valflerinin yerel yokluğudur.
Isinnova’nın kurucuları Cristian Fracassi ve Alessandro Romaioli iki girişimci mühendis yaşadıkları Brescia şehrinin hastanesinde solunum valfi tükendiği için üç boyutlu yazıcıda bu valflerin benzerlerini tasarladılar ve başarılı bir şekilde ürettiler. Tersine mühendislik uyguladığı ve doğru olana kadar çeşitli prototipler ürettiği hastaneye filament ekstrüzyon 3D yazıcı getirdi. 6 saat süren işlem sonunda günde 100 valf üretmeye başladılar.

Ayrıca İtalyan mühendislik şirketi Isinnova, şnorkel maskelerini hayat kurtarıcı ventilatörlere dönüştürmek için Decathlon ve tıbbi uzmanlarla işbirliği yaptı.

Isınnova Tarafından Üretilen Yüz Siperi

Cristian Fracassi’nin Nbc News’e yaptığı bir röportojda sözleri şu şekilde:

“Askerleri kask ve zırh olmadan savaşa göndermek istemeyiz. Sağlık çalışanlarımıza da aynı şeyi yapmak istemiyoruz.”

Başka bir firma olan Lonati, polimer lazer toz yatak füzyon işlemi ve özel bir poliamid bazlı malzeme kullanarak benzer valfler basmaktadır. Ukrayna’da bulunan Revel Laboratuvarı da aynı şeyi yapıyor.

Kişisel Solunum Koruması

N95 Maske

Ventilatörler, yetersiz tedarik edilen tek tıbbi ekipman değildir. N95 solunum maskeleri de yüksek talep görmektedir. Tıbbi ve endüstriyel kullanım için üretilen maskeler, 0.3 mikron büyüklüğünde partiküllerin %95’ini filtreler. Korona virüs daha küçük, 0.12 mikron olsa da, maskeler uygun şekilde giyildiğinde enfeksiyon riskini önemli ölçüde azaltır.
ABD’nin stoğu, domuz gribi (H1N1) salgını sonrasında yenilenmedi ve sadece 12 milyon N95 respiratörü var. Sadece bir tesis olan New York Presbyterian Hastanesi, günde 40.000’den fazla maske kullanıyor.
Bu arada 3M, New York 500.000 N95 solunum cihazını hemen gönderiyor ve ABD, Çin, Avrupa ve Latin Amerika’daki fabrikalarda üretimini ikiye katlamayı planlıyor.

Kaynak:
www.asme.org
www.wikipedia.org
www.independentturkish.com
www.nbcnews.com

Ahmet Gündoğmuş

Related post

Leave a Reply

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.