Compensación activa de temperatura y presión para un analizador de gases anestésicos - Ferreyra Ramírez, Andrés (Universidad Autónoma Metropolitana, 2001)
El presente trabajo forma parte de una linea de investigación cuyo objetivo es desarrollar un analizador de gases de anestesia, basado en un innovador sistema de medición por movilidad de iones. El sistema esta basado en un condensador de aspiración, pequeño y de muy bajo costo que ha sido diseñado especialmente para la medición de gases anestesicos, este tiene el potencial para llegar a ser una alternativa competitiva con las tecnologías actuales de monitoreo existentes. El sensor de gases ha demostrado su capacidad para medir e identificar gases anestesicos en el laboratorio, sin embargo aun requiere de importantes desarrollos antes de poder satisfacer todas las condiciones para su uso clínico. El condensador de aspiración desarrollado, genera un espectro (curva de I vs V) que es característico de cada muestra de gas que se analiza; el espectro obtenido, se introduce a una red neuronal con el fin de identificar la mezcla de los gases primarios y el agente anestesico, y medir la concentración de todos los componentes. En estudios previos realizados en esta investigación, se ha encontrado que dichos espectros cambian considerablemente en forma y tamaño cuando varia la temperatura o la presión de la muestra de gas. Los cambios en los espectros provocan un cierto traslape entre ellos, lo que ocasiona, que la red neuronal no tenga la capacidad de identificar de manera correcta cada uno de los espectros ya que asigna mezclas y concentraciones diferentes; es decir, la red neuronal termina confundiendo el espectro analizado con el de otra muestra que tiene registrada en su base de datos, esto es un problema serio. El sistema implementado para corregir las variaciones de temperatura y presión, consiste de controles PID (Proporcional-lntegral-Diferencial) vía hardware, los cuales cumplen parcialmente con su objetivo ya que no alcanzar a corregir de manera adecuada las variaciones de estos dos parametros, por lo que existen aun variaciones considerables en los espectros obtenidos. En esta tesis se presenta una nueva alternativa para realizar el control de la temperatura y la presión de la muestra de gas a analizar, la cual nos permitirá reducir al mínimo los cambios que sufren los espectros obtenidos con el condensador de aspiración; esta consiste en la utilización de controles basados en lógica difusa. Se presenta a detalle una evaluación individual de los controles PID utilizados en la aplicación y los controles DIFUSOS propuestos como solución; así como también, se realiza una comparación minuciosa entre ambas tecnicas de control, con el fin de resaltar las ventajas y desventajas de cada uno de estas que nos permitan asegurar las posibles mejoras en el sistema en general. Se realiza además una evaluación detallada de dichos controles dentro del prototipo, la cual arroja resultados interesantes que demuestran las mejoras que se obtienen con la utilización del control difuso. Finalmente, a lo largo de todo este trabajo se deja de manifiesto que el control difuso nos da la capacidad de implementar un comportamiento de control altamente flexible para nuestra aplicación ya que con este tipo de control logramos que nuestro sistema pueda ajustarse a condiciones cambiantes que son muchas veces imposibles de predecir, tales como los cambios ambientales, lo que incrementa el rendimiento del sistema en general.