Descrição detalhada da ideia a desenvolver

O golpe de calor (insolação) é uma condição grave causada pela exposição prolongada ao calor extremo, com uma taxa de mortalidade de 63,2%, afetando mais severamente os idosos. Portugal está entre os 20 países mais impactados, com uma média de 600 mortes anuais. As alterações climáticas agravam este cenário, tornando-o mais frequente e intenso. Dado o envelhecimento acelerado da população global e a crescente preocupação com o bem-estar dos idosos, torna-se crucial desenvolver um dispositivo capaz de monitorizar continuamente parâmetros fisiológicos associados ao golpe de calor, alertando automaticamente em casos de risco iminente.

A nossa solução é um dispositivo biomédico inteligente que faz isso mesmo, para detetar e prevenir golpes de calor não só em idosos, mas também em crianças e pessoas com problemas cardíacos. O dispositivo wearable, semelhante ao da diabetes, será fixado no lado esquerdo do peito, com um adesivo cutâneo e sensores que monitorizam dados biométricos e ambientais. Medirá frequência cardíaca, temperatura corporal e ambiente, humidade corporal, radiação UV e saturação de oxigénio no sangue. Conectado via Bluetooth a uma aplicação móvel, exibirá dados biométricos e centros de saúde mais próximos. Em caso de risco, alertará automaticamente um centro de saúde e um cuidador ou familiar responsável. Integrar-se-á inteligência artificial para analisar padrões normais dos sinais vitais do utilizador, ajudando a detetar anomalias de forma precisa e a reduzir falsos positivos. O dispositivo incluirá funcionalidades como: alertar o utilizador por vibração/som, recomendando ações como hidratação, procura de sombra ou interrupção de uma atividade; sistema de geo-limitação que alerta cuidadores caso o utilizador saia de uma zona de segurança pré-definida (importante para idosos com demência ou problemas cognitivos); e notificações na aplicação sobre calor extremo baseadas na previsão meteorológica, prevenindo a exposição a condições perigosas.

O dispositivo tem grande potencial comercial ao solucionar a falta de produtos focados na prevenção de golpes de calor e destaca-se por combinar medição de sinais biométricos com IA, possuir alertas automáticos e um público-alvo abrangente. Pode ser integrado com serviços de saúde para monitorização remota de pacientes e tem um modelo de negócio escalável, com vendas diretas ao consumidor e parcerias com sistemas de saúde públicos e privados. Esperamos que este dispositivo proporcione: redução de complicações e mortes associadas a golpes de calor; mais segurança e tranquilidade para familiares dos utilizadores; monitorização eficiente na deteção de casos de risco, realizada de forma contínua e remota; maior adesão a hábitos saudáveis (incentivos para uma correta hidratação e exposição ao calor); e otimização do uso de recursos de emergência, reduzindo chamadas desnecessárias para serviços médicos ao fornecer dados mais precisos sobre o estado do utilizador.

Motivação da Equipa

A nossa motivação surge da vontade de contribuir para a melhoria da saúde da população no nosso país. Ao longo dos anos temos assistido a verões cada vez mais quentes, devido às alterações climáticas, e juntando isto ao facto de possuirmos uma população envelhecida, os golpes de calor são e serão cada vez mais frequentes. Esta realidade foi o que nos moveu, enquanto equipa, a desenvolver uma solução tecnológica inovadora para prevenir e mitigar os riscos associados a esta condição, com o objetivo de salvar vidas e melhorar a qualidade de vida das pessoas mais vulneráveis.

Assim, a participação na competição Tecstorm é uma oportunidade única para o desenvolvimento do projeto que idealizámos de forma mais estruturada e eficiente. O apoio da equipa de mentoria, que nos fornece materiais, orientação técnica e suporte especializado, é um fator diferenciador que facilita o progresso. Além disso, o ambiente de competição desafia-nos a superar os nossos limites, estimula a inovação e promove um espírito de colaboração que nos motiva a dar o nosso melhor em cada etapa do projeto.

Somos uma equipa de 5 pessoas, atualmente a frequentar o Mestrado em Engenharia Biomédica no IST, mas com percursos prévios académicos e institucionais distintos. Esta diversidade de formações permite-nos reunir ideias e perspetivas variadas, enriquecendo o nosso processo criativo e a resolução de problemas, sendo as competências da equipa igualmente diversas. Temos experiência desde a eletrónica e desenvolvimento de hardware, ao conhecimento sólido em programação e análise de dados, e ainda nos destacamos pelas capacidades de gestão de projetos, design de produto e espírito empreendedor.

Componente Científica

Para a fabricação do protótipo da PCB, podem ser utilizadas diversas técnicas, sendo a fotolitografia e a corrosão ácida as mais comuns. Após a produção da placa, inicia-se a montagem dos componentes, onde todos os elementos de montagem em superfície, como o módulo microcontrolador ESP32, os reguladores de tensão (TPS7A02, TPS61220) e os sensores MAX30101 e HPP845E031R, são soldados. Após a soldagem, a continuidade é verificada para evitar curtos-circuitos. Em seguida, um invólucro será projetado usando software CAD, buscando minimizar o tamanho para evitar desconforto, garantindo contato com a pele e fluxo de ar para medições precisas de temperatura e umidade. O design da caixa levará em conta a necessidade de ventilação para o sensor HPP845E031R e uma abertura ou janela óptica para o sensor MAX30101, permitindo contato próximo com a pele. Para a fabricação do invólucro, materiais como ABS, PETG ou policarbonato podem ser utilizados na impressão 3D. Os dados dos sensores serão coletados pelo ESP32 e transmitidos para um aplicativo móvel ou serviço em nuvem, permitindo alertas remotos e monitoramento contínuo. A fase de testes envolverá a calibração dos sensores utilizando instrumentos de laboratório para garantir precisão, além de refinamentos no firmware. O dispositivo poderá calcular índices como o Heat Strain Index ou o Wet Bulb Globe Temperature para avaliar o estresse térmico ambiental. Para a detecção de riscos, podem ser implementados algoritmos preditivos, ajustáveis ao histórico do usuário, ou métodos baseados em eventos que identifiquem mudanças bruscas indicativas de um golpe de calor. Com um volume significativo de dados, o uso de aprendizado de máquina pode aumentar a precisão das detecções. A interface com o usuário será feita via aplicativo móvel, que além de exibir métricas, poderá alertar cuidadores ou serviços de emergência em casos críticos, fornecer alertas climáticos, recomendações preventivas e lembretes ao usuário. A inclusão de um sistema de gamificação, recompensando comportamentos saudáveis e o uso contínuo do dispositivo, pode aumentar o engajamento e a adesão ao monitoramento.