Construcción de un mecanismo tipo prueba de concepto de microfluídica basado en microcanales para la separación de componentes en fluidos no newtonianos por características físicas

Los desafíos actuales que presentan los métodos de separación de componentes de fluidos no newtonianos implican demora en algunos procedimientos, baja disponibilidad de los instrumentales, altos precios y baja calidad de algunos componentes separados. Debido a esto, existe la necesidad de crear méto...

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Autores:
Ardila Sánchez, Raúl Leonardo
Peñuela Osorio, Camilo Eduardo
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2021
Institución:
Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
Repositorio:
Repositorio UNAB
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/18905
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/20.500.12749/18905
Palabra clave:
Biomedical engineering
Engineering
Medical electronics
Biological physics
Bioengineering
Medical instruments and apparatus
Medicine
Biomedical
Clinical engineering
Fluid
Mechanics
Microfluidics
Engraving
Techniques
Blood
Body fluids
Computer aided design
Ingeniería biomédica
Ingeniería
Biofísica
Bioingeniería
Medicina
Biomédica
Líquidos corporales
Osmosis
Diseño con ayuda de computador
Ingeniería clínica
Electrónica médica
Instrumentos y aparatos médicos
Fluido
Mecánica
Microfluídica
Técnicas de grabado
Sangre
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description Los desafíos actuales que presentan los métodos de separación de componentes de fluidos no newtonianos implican demora en algunos procedimientos, baja disponibilidad de los instrumentales, altos precios y baja calidad de algunos componentes separados. Debido a esto, existe la necesidad de crear métodos de separación que presente resultados en un tiempo corto, para mejorar posteriores análisis, además que sea autónomo, tenga bajos costos, que no altere las características de los componentes, pero aun así brinde una alta confiabilidad. El presente estudio busca desarrollar un mecanismo tipo prueba de concepto que se base en microcanales para la separación de los componentes de fluidos no newtonianos, por medio de la impresión 3d para crear un instrumento de microfluídica, el cual consta de 3 canales de 2 mm, 5 mm y 10 mm, para observar la variación de cada uno de los canales y cuál separa de mejor manera. En los resultados del proyecto el canal de 10 mm presenta mejores resultados en la separación de componentes de tamaño superior a 2 μm con resultados constantes en las diferentes pruebas con valores superiores al 80 %, debido a que cuentan con una mayor cantidad de área porosa para realizar el filtrado, además de atrapar la mayor cantidad de partículas en la membrana.
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Debido a esto, existe la necesidad de crear métodos de separación que presente resultados en un tiempo corto, para mejorar posteriores análisis, además que sea autónomo, tenga bajos costos, que no altere las características de los componentes, pero aun así brinde una alta confiabilidad. El presente estudio busca desarrollar un mecanismo tipo prueba de concepto que se base en microcanales para la separación de los componentes de fluidos no newtonianos, por medio de la impresión 3d para crear un instrumento de microfluídica, el cual consta de 3 canales de 2 mm, 5 mm y 10 mm, para observar la variación de cada uno de los canales y cuál separa de mejor manera. En los resultados del proyecto el canal de 10 mm presenta mejores resultados en la separación de componentes de tamaño superior a 2 μm con resultados constantes en las diferentes pruebas con valores superiores al 80 %, debido a que cuentan con una mayor cantidad de área porosa para realizar el filtrado, además de atrapar la mayor cantidad de partículas en la membrana.1 Objetivos ........................................................................................................... 5 1.1 Objetivo general .......................................................................................... 7 1.2 Objetivos específicos .................................................................................. 7 2 Planteamiento del problema ............................................................................. 8 2.1 Definición del problema .............................................................................. 8 2.3 Justificación .............................................................................................. 10 2.4 Pregunta de investigación ......................................................................... 12 3 Estado del arte ................................................................................................ 13 4 Marco teórico .................................................................................................. 19 4.1 Fluido ........................................................................................................ 19 4.2 Mecánica de fluidos .................................................................................. 20 4.3 Microfluídica .............................................................................................. 26 4.4 Técnicas de grabado ................................................................................ 26 4.5 Sangre ...................................................................................................... 28 5 Metodología .................................................................................................... 32 5.1 Diseño de los microcanales en software CAD .......................................... 33 5.2 Simulación de separación de componentes ............................................. 45 5.3 Fabricación de los microcanales ............................................................... 53 5.4 Pruebas de los microcanales .................................................................... 56 6 Resultados ...................................................................................................... 61 6.1 Conteo de las micelas............................................................................... 61 6.2 Medición de los diámetros de las partículas ............................................. 64 7 Conclusiones .................................................................................................. 82 8 Bibliografía ...................................................................................................... 84PregradoThe current challenges presented by methods of separating non-Newtonian fluid components involve delays in some procedures, low availability of instruments, high prices, and low quality of some separated components. Due to this, there is a need to create separation methods that present results in a short time, to improve subsequent analysis, in addition to being autonomous, having low costs, that does not alter the characteristics of the components, but still providing high reliability. The present paper seeks to develop a proof-of-concept type mechanism that is based on microchannels for the separation of non-Newtonian fluid components, through 3d printing to create a microfluidics instrument, which consists of 3 channels of 2 mm, 5 mm, and 10 mm, to observe the variation of each of the channels and which one separates better. In the results of the project, the 10 mm channel presents better results in the separation of components larger than 2 μm with constant results in the different tests with values greater than 80%, since they have a greater amount of porous area for performing the filtering, in addition to trapping the largest number of particles in the membrane.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Construcción de un mecanismo tipo prueba de concepto de microfluídica basado en microcanales para la separación de componentes en fluidos no newtonianos por características físicasConstruction of a microfluidics proof-of-concept type mechanism based on microchannels for the separation of components in non-Newtonian fluids by physical characteristicsIngeniero BiomédicoUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería Biomédicainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPBiomedical engineeringEngineeringMedical electronicsBiological physicsBioengineeringMedical instruments and apparatusMedicineBiomedicalClinical engineeringFluidMechanicsMicrofluidicsEngravingTechniquesBloodBody fluidsComputer aided designIngeniería biomédicaIngenieríaBiofísicaBioingenieríaMedicinaBiomédicaLíquidos corporalesOsmosisDiseño con ayuda de computadorIngeniería clínicaElectrónica médicaInstrumentos y aparatos médicosFluidoMecánicaMicrofluídicaTécnicas de grabadoSangreNAGLA, Madhu. 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