Os concentradores médicos de oxigênio em casa foram inventados no início dos anos 70. A produção industrial desses dispositivos aumentou no final da década de 1970. A Union Carbide Corporation (UCC) e a Bendix Corporation foram os primeiros fabricantes. Antes dessa era, a terapia de oxigenoterapia médica exigia o uso de cilindros de oxigênio de alta pressão ou de pequenos sistemas de oxigênio líquido criogênico. Ambos os sistemas de entrega exigiam freqüentes visitas domiciliares dos fornecedores para reabastecer os suprimentos de oxigênio. Nos Estados Unidos, o Medicare passou do pagamento de taxa por serviço para uma taxa fixa mensal de oxigenoterapia domiciliar em meados da década de 1980, fazendo com que a indústria de equipamentos médicos duráveis (DME) abrigasse rapidamente os concentradores como forma de controlar os custos. Essa mudança de reembolso diminuiu drasticamente o número de sistemas de alta pressão primária e de fornecimento de oxigênio líquido em uso nos lares dos Estados Unidos naquela época. Os concentradores de oxigênio tornaram-se o meio preferido e mais comum de fornecer oxigênio doméstico. O número de fabricantes que entram no mercado de concentradores de oxigênio aumentou exponencialmente como resultado dessa mudança. A Union Carbide Corporation (UCC) inventou a peneira molecular na década de 1950, o que tornou esses dispositivos possíveis. A UCC também inventou os primeiros sistemas de oxigênio médico domiciliar para líquidos criogênicos nos anos 60.
Como funcionam os concentradores de oxigênio
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Outras informações: Adsorção por oscilação de pressão
Os concentradores de oxigênio normalmente usam tecnologia de adsorção por oscilação de pressão (PSA) e são usados amplamente para fornecimento de oxigênio em aplicações de saúde, especialmente quando oxigênio líquido ou pressurizado é muito perigoso ou inconveniente, como em residências ou em clínicas portáteis. Para outros fins, existem também concentradores baseados na tecnologia de membranas.
Um concentrador de oxigênio absorve o ar e o purifica para uso por pessoas que precisam de oxigênio medicinal devido aos baixos níveis de oxigênio no sangue. [1] Concentradores de oxigênio também são usados para fornecer uma fonte econômica de oxigênio em processos industriais, onde eles também são conhecidos como geradores de gás oxigênio ou plantas de geração de oxigênio. Os concentradores de oxigênio utilizam uma peneira molecular para adsorver os gases e operam com base no princípio da rápida adsorção por oscilação de pressão do nitrogênio atmosférico nos minerais da zeólita e, em seguida, expelem o nitrogênio. Este tipo de sistema de adsorção é, portanto, funcionalmente um purificador de nitrogênio deixando os outros gases atmosféricos para passar. Isso deixa o oxigênio como o principal gás restante. A tecnologia PSA é uma técnica confiável e econômica para geração de oxigênio de pequena e média escala, com separação criogênica mais adequada para volumes maiores e distribuição externa geralmente mais adequada para pequenos volumes. [2]
A alta pressão, o zeólito poroso adsorve grandes quantidades de nitrogênio, devido a sua grande área de superfície e caráter químico. Depois que o oxigênio e outros componentes livres são coletados, a pressão cai, o que permite que o nitrogênio seja dessorvido.
Um concentrador de oxigênio tem um compressor de ar, dois cilindros cheios de pellets de zeólita, um reservatório de equalização de pressão e algumas válvulas e tubos. No primeiro meio ciclo, o primeiro cilindro recebe ar do compressor, que dura cerca de 3 segundos. Durante esse tempo, a pressão no primeiro cilindro sobe da pressão atmosférica para cerca de 2,5 vezes a pressão atmosférica normal (tipicamente 20 psi / 138 kPa manométrica, ou 2,36 atmosferas absolutas) e o zeólito fica saturado com nitrogênio. Quando o primeiro cilindro chega perto do oxigênio puro (existem pequenas quantidades de argônio, CO2, vapor de água, radônio e outros componentes atmosféricos menores) no primeiro meio ciclo, uma válvula se abre e o gás enriquecido de oxigênio flui para o reservatório equalizador de pressão. , que se conecta à mangueira de oxigênio do paciente. No final da primeira metade do ciclo, há outra mudança de posição da válvula para que o ar do compressor seja direcionado para o 2º cilindro. A pressão no primeiro cilindro cai à medida que o oxigênio enriquecido se move para dentro do reservatório, permitindo que o nitrogênio seja dessorvido de volta para o gás. No meio da segunda metade do ciclo, há outra mudança de posição da válvula para ventilar o gás no primeiro cilindro de volta à atmosfera ambiente, mantendo a concentração de oxigênio no reservatório de equalização de pressão abaixo de cerca de 90%. A pressão na mangueira fornecendo oxigênio do reservatório equalizador é mantida constante por uma válvula redutora de pressão.
Unidades mais antigas pedalavam com um período de cerca de 20 segundos e forneciam até 5 litros por minuto de 90 +% de oxigênio. Desde cerca de 1999, as unidades capazes de fornecer até 10 lpm estão disponíveis.