Fotovoltaico e accumulo Fraunhofer, assistenza medica mobile

Fotovoltaico e accumulo Fraunhofer, assistenza medica mobile

Sei istituti della Fraunhofer-Gesellschaft hanno unito le forze, sotto la direzione del Fraunhofer IFF di Magdeburgo, e stanno sviluppando un sistema integrato per l’assistenza medica mobile e distribuita nel progetto Demo-medVer, concepito nel programma d'azione “Fraunhofer vs. Corona” della Fraunhofer-Gesellschaft.

Tutti i componenti del sistema completo sono modularizzati, strettamente interconnessi e si completano a vicenda. Un prototipo funzionale dovrebbe essere costruito entro la fine del prossimo anno.

Sistemi mobili e distribuiti per l’assistenza medica al pubblico possono essere un supporto cruciale all’infrastruttura sanitaria esistente in crisi ed emergenze come l’attuale pandemia.

Design modulare

I ricercatori del Fraunhofer stanno optando per un design modulare: può essere standardizzato, rendendo così il sistema flessibile da usare e veloce da montare e smontare. I singoli componenti del sistema modulare possono essere modificati individualmente per diverse specifiche. Le tecnologie, come la produzione di disinfettante o la purificazione dell’acqua, e i componenti della struttura, come una stanza d’ospedale per la cura intensiva, possono essere combinati su misura in base al Paese di operazione (paese sviluppato, di nuova industrializzazione o in via di sviluppo), al motivo d’uso (pandemia, disastro ambientale, disastro meteorologico) o all’organizzazione di risposta all’emergenza, come il THW, i vigili del fuoco, i servizi medici di emergenza, Medici senza frontiere, la sanità universale, e all’infrastruttura a disposizione (corrente, acqua, gas, calore).

Disinfezione e sterilizzazione

Le superfici di lavoro e delle attrezzature in un’unità medica devono essere facili e veloci da pulire igienicamente in modo che i germi non infettino i pazienti: i materiali di superficie, che inibiscono la diffusione o addirittura inattivano virus e batteri, saranno testati e selezionati nel sottoprogetto MATSE. L’obiettivo è di produrre gli agenti necessari per la disinfezione direttamente sul posto. A tal fine, un sistema di elettrodi di diamante permetterà di disinfettare superfici con ipoclorito. I LED UV forniranno anche un’opzione molto efficiente dal punto di vista energetico per sterilizzare le superfici senza contatto “premendo un pulsante”. Per l’ispezione saranno impiegati sensori con i quali le superfici mediche possono essere testate per virus e batteri in modo affidabile e rapido.

Nel sottoprogetto OzoSter è inoltre previsto lo sviluppo di un dispositivo dimostrativo che produce disinfettanti in modo semplice, autonomo ed economico sul posto. Il sistema mobile è destinato a garantire una fornitura continua di disinfettanti anche durante le emergenze. L’acqua ozonizzata sarà utilizzata in un sistema di spruzzatura autonomo.

I ricercatori del sottoprogetto P2MedCon stanno lavorando per utilizzare il potenziale di riscaldamento disponibile per preriscaldare l’acqua e per fornire energia a un’autoclave elettrica che sterilizza gli strumenti medici utilizzando l’infrastruttura di approvvigionamento basata su elettrolizzatori e celle a combustibile.

Il sottoprogetto FAMOS si sta invece concentrando sullo sviluppo di un prototipo funzionale di sterilizzatore a batteria.

Fornitura di ossigeno

Una nuova tecnologia di generatore elettrochimico di ossigeno sarà sviluppata e utilizzata per la prima volta nel sottoprogetto e3C-O2. L’obiettivo è quello di progettare e testare un nuovo prototipo di dispositivo per la generazione e la fornitura controllata di ossigeno puro (> 95 per cento del volume), che è ampiamente utilizzato in medicina d’urgenza, medicina critica, assistenza infermieristica.

L’ossigeno sarà fornito come sottoprodotto della fornitura infrastrutturale nel sottoprogetto P2MedCon.

Fornitura di acqua igienica

Nel sottoprogetto P2MedCon sarà perfezionata anche una stanza d’ospedale mobile per la cura dei malati critici in letti di terapia intensiva con ventilatori. Sarà implementabile nei piani di risposta alle emergenze e aumenterà le capacità degli ospedali. Le cliniche container, inoltre, saranno collegate con i nuovi componenti del sistema.

Poiché l’approvvigionamento affidabile di una tale unità medica è cruciale, un aspetto del sottoprogetto MATSE riguarda la fornitura di acqua igienica non contaminata da virus e batteri. Allo stesso tempo, le acque reflue contaminate non possono essere semplicemente rilasciate nell’ambiente: saranno sviluppate soluzioni per la purificazione autosufficiente e flessibile dell’acqua grezza (rimozione di virus, batteri e tossine), e sistemi efficaci di trattamento delle acque reflue (acque nere e grigie).

Infrastruttura

Un altro requisito fondamentale per il funzionamento mobile è un’alimentazione affidabile e prontamente disponibile. Lo sviluppo di un’alimentazione energetica autosufficiente è quindi uno degli aspetti più importanti del progetto. Un sistema di approvvigionamento energetico basato esclusivamente sul fotovoltaico può farlo, per esempio. Questo renderà possibile l’uso del sistema in regioni senza collegamento alla rete elettrica o dove sono comuni frequenti interruzioni di corrente. L’alimentazione deve essere garantita anche quando la produzione solare non può essere prodotta per un certo numero di giorni. Anche un’adeguata capacità di stoccaggio deve essere tenuta in riserva insieme a un piano di gestione intelligente dell’energia. La ridondanza in caso di malfunzionamenti deve essere assicurata anche per essere in grado di alimentare per un certo periodo i sistemi di raffreddamento e l’illuminazione di emergenza.

Efficienza e versatilità

Questo raggruppamento in un design integrato riduce le attrezzature e le infrastrutture e aumenta la disponibilità e l’affidabilità per i pazienti e il personale, rendendo così il sistema completo molto efficiente. Le risorse disponibili, specialmente il personale, sono utilizzate in modo ottimale e le capacità importanti possono essere impiegate altrove per la gestione delle crisi.

Gli usi di questo sistema modulare sono vari e vanno oltre le crisi o le emergenze: può anche essere usato come sistema di back-up e per rifornire i micro-ospedali, così come per fornire al personale una formazione di base e avanzata senza dover limitare la solita routine di un ospedale. Il design modulare permette anche l’utilizzo di singoli componenti del sistema da soli.

Il futuro - Queste soluzioni tecniche potranno anche essere perfezionate da analisi a basso costo e innovazioni frugali, anche sotto i vincoli economici e sociali nei Paesi di nuova industrializzazione e in via di sviluppo, garantendo così l’assistenza medica in regioni dove ciò non è stato possibile o è possibile solo in misura molto limitata.

Le collaborazioni - Diversi istituti Fraunhofer stanno collaborando al progetto generale coordinato dal Fraunhofer IFF in singoli sottoprogetti. Sono coinvolti insieme al Fraunhofer IFF: Fraunhofer ICT, IFAM, IGB, ISE e IST. Gli istituti hanno formato dei consorzi per i singoli aspetti del progetto globale di "disinfezione e sterilizzazione", "fornitura di ossigeno" e "fornitura e infrastruttura".