Estudo de materiais para atenuar campo magnético pulsante gerador de interferência em marcapassos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Wohlgemuth, João Carlos
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/49965
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2022.
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Já os fabricantes dos marcapassos informam que seus produtos atendem à norma internacional ISO 14117, que no item 4.8 define uma intensidade de 150 A/m para um campo magnético entre 1 a 100 kHz no qual os dispositivos cardíacos implantáveis devam ser expostos sem apresentar alterações no seu funcionamento. A partir disso, o objetivo dessa dissertação de mestrado é qualificar materiais que possam ser utilizados como blindagem para atenuar um campo magnético alternado de 58 kHz. Para tanto, foram realizados experimentos expondo uma bobina a um campo magnético alternado nessa frequência, gerado entre duas bobinas ligadas em série, medir a tensão induzida e compará-la com as obtidas após envolvê-la por cubos fabricados nos materiais a serem testados. A fim de analisar o poder de blindagem de cada material e de cada situação foram utilizadas chapas metálicas de ferro silício com 0,5 mm e alumínio com 0,5 e 1,0 mm de espessura, sendo fabricados conjuntos de 3 cubos pelo processo de corte e dobra para cada um desses materiais. Cada conjunto consistiu de 1 cubo totalmente fechado, 1 cubo com 1 face aberta e 1 cubo com 2 faces opostas abertas. Os cubos com faces abertas foram testados em todas as posições ortogonais às bobinas indutoras. Constatou-se que os cubos fechados de alumínio e de ferro silício apresentaram atenuações acima de 70%. Os cubos com 1 face faltante apresentaram atenuações acima de 65%, nas posições em que o vetor normal da face aberta estava posicionado perpendicular às linhas de fluxo magnético e, mesmo os cubos com duas faces abertas opostas mantiveram 60% de atenuação, quando os vetores normais destas aberturas também estavam posicionados de forma perpendicular às linhas de fluxo magnético. Apenas nas situações em que ambas as aberturas estavam direcionadas às bobinas, com os vetores normais dessas aberturas paralelos às linhas de fluxo magnético, a atenuação dos cubos de ferro silício foi reduzida para 40% e os de alumínio não apresentaram nenhuma atenuação. Assim, conclui-se que o ferro silício e o alumínio são materiais ideais para serem utilizados como blindagens magnéticas de campos de alta frequência. Os resultados obtidos forneceram subsídios para o desenvolvimento de blindagens, em pesquisas futuras, com propósito de atenuar campos magnéticos de alta frequência.Pacemakers are equipment that protect the lives of thousands of people around the world, but they are exposed to electromagnetic interference from a variety of sources. Among them, a type that has become quite widespread is the one produced by anti-theft systems and, according to the SPCICED TEAS study, carried out in 1998 by McIvor, the Magnetic Acoustic type is the most susceptible to altering the functioning of pacemakers, presenting a 58 kHz alternating magnetic field with a magnetic field strength of 310 A/m near the transmitting antennas. Pacemaker manufacturers inform that their products comply with the international standard ISO 14117, which in item 4.8 defines an intensity of 150 A/m for a magnetic field between 1 to 100 kHz in which implantable cardiac devices must be exposed without presenting changes in the its functioning.From this, the objective of this master's dissertation is to qualify materials that can be used as shielding to attenuate an alternating magnetic field of 58 kHz. For that, experiments were carried out exposing a coil to an alternating magnetic field at this frequency, generated between two coils connected in series, measuring the induced voltage and comparing it with those obtained after wrapping it in cubes made of the materials to be tested. In order to analyze the shielding power of each material and each situation, metal sheets of silicon iron with 0.5 mm and aluminum with 0.5 and 1.0 mm thick were used, being manufactured sets of 3 cubes by the process of cut and fold for each of these materials. Each set consisted of 1 fully closed cube, 1 cube with 1 open face and 1 cube with 2 opposite faces open. The cubes with open faces were tested in all positions orthogonal to the inductor coils.It was found that the closed cubes of aluminum and silicon iron showed attenuations above 70%. The cubes with 1 missing face showed attenuation above 65%, in the positions where the normal vector of the open face was positioned perpendicular to the magnetic flux lines, and even the cubes with two opposite open faces maintained 60% of attenuation, when the vectors normals of these openings were also positioned perpendicular to the lines of magnetic flux. Only in situations where both apertures were directed to the coils, with the normal vectors of these apertures parallel to the magnetic flux lines, the attenuation of the ferrosilicon cubes was reduced to 40% and the aluminum ones did not show any attenuation. Thus, it is concluded that ferrosilicon and aluminum are ideal materials to be used as magnetic shields for high frequency fields. The results obtained provided subsidies for the development of shields, in future research, with the purpose of attenuating high frequency magnetic fields.Faculdade UnB Gama (FGA)Programa de Pós-Graduação em Engenharia BiomédicaMarães, Vera Regina Fernandes da Silvaeng.martinichen@gmail.comWohlgemuth, João Carlos2024-08-16T18:45:43Z2024-08-16T18:45:43Z2024-08-162022-09-15info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfWOHLGEMUTH, João Carlos. Estudo de materiais para atenuar campo magnético pulsante gerador de interferência em marcapassos. 2022. 142 f., il. Dissertação (Mestrado em Engenharia Biomédica) — Brasília, 2022.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/49965porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-08-16T18:45:43Zoai:repositorio.unb.br:10482/49965Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-08-16T18:45:43Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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