I sensori di pressione sono dispositivi elettronici attraverso i quali la pressione, che è una grandezza fisica, viene convertita in un segnale elettrico. Un sensore di pressione in genere si basa su una membrana – dalla rigidità variabile – che va incontro a una deformazione nel momento in cui viene sottoposta a pressione; tale deformazione, a sua volta, è convertita in segnale elettrico per mezzo di una piezoresistenza. L’entità della deformazione della membrana varia a seconda della differenza fra la pressione che è oggetto di misurazione, che incide su una faccia della membrana in questione, e un’altra pressione, che incide sull’altra faccia. La seconda pressione può essere un’altra pressione che deve essere misurata, la pressione atmosferica o il vuoto, a seconda che si abbia a che fare con un sensore di pressione differenziale, con un sensore di pressione relativo o con un sensore di pressione assoluta.
I sensori di pressione per le terapie respiratorie
In ambito medico, i sensori di pressione sono utilizzati in modo particolare per le terapie respiratorie. È anche questo il motivo per il quale nel corso degli ultimi due anni si è registrato un aumento della richiesta, per effetto della pandemia: in modo particolare nei primi mesi, quando era ancora più importante tenere sotto controllo i parametri respiratori. In sostanza, un trasduttore di pressione (altro nome con il quale può essere identificato un sensore di pressione) permette di misurare e tenere sotto controllo la pressione delle miscele di gas che i pazienti inalano. Di conseguenza, le sue prestazioni condizionano il livello di efficacia che viene garantito da tutti quei dispositivi elettromedicali che sono collegati all’apparato respiratorio.
A che cosa servono i sensori di pressione
Tali sensori devono, ovviamente, garantire un livello di affidabilità molto elevato: un obiettivo che può essere raggiunto solo se sono soddisfatti specifici requisiti tecnici. Questi, peraltro, non sono sempre uguali, ma cambiano a seconda del punto di installazione stabilito e del dispositivo ospite. Nel caso degli strumenti per terapie di emergenza, per esempio, sono necessarie doti di leggerezza e robustezza, in quanto si tratta di apparecchiature destinate a essere trasportate di frequente. I macchinari da utilizzo ospedaliero, al contrario, non possono non dimostrarsi versatili e pertanto devono garantire la massima continuità operativa. Ebbene, i vari sensori devono adattarsi alle differenti necessità: per questo sono progettati e sviluppati in maniera specifica a seconda delle applicazioni medicali a cui sono destinati.
In ambito medico, i sensori di pressione sono utilizzati in modo particolare per le terapie respiratorie.
Gli strumenti di misura della pressione nei processi sanitari
Gli strumenti di misura della pressione, in ambito sanitario e nei processi farmaceutici, sono chiamati ad assecondare una vasta gamma di esigenze: a seconda dei casi servono per il controllo dei filtri e delle pompe, permettono di rilevare eventuali perdite, monitorano la pressione di processo o controllano i livelli di riempimento. È evidente che devono essere rispettati criteri di sicurezza molto severi, anche per la necessità di proteggere i consumatori: quindi, gli strumenti di misura non possono in alcun modo rischiare di contaminare i dispositivi. Interruttori, trasmettitori e trasmettitori programmabili rientrano nel novero degli strumenti che possono essere utilizzati per la misura di pressione; è essenziale che richiedano una manutenzione minima e, dunque, siano robusti e resistenti.
La misurazione delle miscele di gas
La misurazione delle miscele di gas, così come la loro regolazione, è un tipo di attività che comporta una valutazione attenta e approfondita delle condizioni operative di tutto il ciclo vita del macchinario. Ciò vuol dire, per esempio, che si deve tenere conto della condensa e degli alti livelli di umidità che si possono riscontrare nel tratto espirato.
I sensori di flusso per gas
I sensori di pressione impiegati nelle terapie respiratorie non rappresentano, comunque, il solo esempio di sensore adoperato in ambito medico. Un altro caso è quello che riguarda i sensori di flusso per gas, a cui si ricorre per il funzionamento dei respiratori, dei ventilatori e degli ossigenatori. Questi ultimi fanno parte dei componenti delle macchine cuore-polmone che presuppongono un accurato controllo del flusso di gas. Gli ossigenatori, che nel corso degli interventi chirurgici sono necessari per consentire lo scambio di anidride carbonica e ossigeno nel sangue, funzionano grazie a misuratori e sensori di flusso per gas.
La misurazione del flusso di gas
Anche le apparecchiature per l’analisi del respiro, i ventilatori e altri dispositivi medici come i monitor di erogazione dell’anestesia necessitano di una misurazione del flusso di gas che deve essere per quanto possibile accurata e veloce. Peraltro, al di là delle applicazioni in ambito ospedaliero, si registra un aumento della richiesta di monitoraggio del flusso di gas anche per le macchine a pressione positiva continua, che sono un dispositivo sanitario che si può utilizzare in un contesto domestico. I sensori di flusso per gas possono essere utilizzati non solo per l’ossigeno ma anche, per esempio, per l’anidride carbonica.
