Manufactura de Última Generación al Servicio de Soluciones Sanitarias y Sociales

Columna Dr. Alejandro Gutiérrez, Vicedecano de I+D y Postgrado y Director del Centro de Innovación.

La actual contingencia sanitaria que nos azota a nivel mundial ha despertado el quehacer colaborativo y creador de distintos profesionales del país que buscan ser un aporte en la contención y el cuidado del COVID-19. Bajo este escenario, y entendiendo las necesidades presentes de los centros de salud y de la sociedad, sabemos lo importante que significa nuestra participación como ente intelectual e innovador en los distintos procesos de manufacturación tecnológica para ciertos dispositivos de primera necesidad que ayuden a combatir esta pandemia global.

Acorde a esto, se hace necesario señalar la importancia que ha teniendo el uso de softwares de modelamiento tridimensional de objetos dentro de esta emergencia, los que, por definición, hacen posible modelar equipos y plantas completas en forma virtual, mediante simulaciones cinemáticas y dinámicas, minimizando problemáticas de interferencia y armado. Uniendo esto, a los softwares orientados al análisis estructural de los componentes geométricos ya modelados, es posible determinar una integridad estructural.

Una vez resuelto los problemas cinemáticos, dinámicos y estructurales, es posible a través del uso de la manufactura aditiva, fabricar prototipos conceptuales que, dependiendo de las capacidades de los materiales para resistir esfuerzos, pueden transformarse en productos, productos que, en esta ocasión, están siendo destinados para la ayuda de quienes se encuentran batallando desde la primera línea en contra esta pandemia, y que sin duda han sido y serán, un gran aporte para la sociedad.

Como sabemos, una de las tantas ventajas que posee la manufactura aditiva, radica en el considerable ahorro de tiempo en el desarrollo conceptual de prototipos, elemento fundamental que prima en estos días.

Hoy nos encontramos expuestos a una demanda de maquinarias y accesorios en el área de la salud que sobrepasa la capacidad instalada de los equipos necesarios ya existentes. Los proveedores de estos aparatos no son capaces de alcanzar la solicitud que esta emergencia requiere y los precios de estos artefactos son de un valor muy elevado.

Ante esta inquietud, se nos hace necesario satisfacer los requerimientos presentados, tanto en el número de dispositivos a fabricar, como en el bajo costo de estos, y esta condición es factible de abordar si se cuenta con la experiencia en el uso de los recursos antes descritos, pues los tiempos de diseño y desarrollo, se verán drásticamente disminuidos y seremos capaces de satisfacer la demanda mediante la utilización de modelamientos tridimensionales.

Como Universidad, y Centro de Innovación, contamos con los recursos recién mencionados, lo que nos hace responsables de poner a disposición de la comunidad estas capacidades que se constituyen en una herramienta de alto impacto que va en ayuda de la sociedad.  Así lo hemos estado haciendo con la fabricación de prototipos de protectores faciales y un respirador artificial (trabajo en desarrollo), y así lo están haciendo distintas organizaciones de la Facultad de Ingeniería que se han comprometido con estos desafíos que se nos ha presentado.

Hemos acudido al llamado de la solidaridad, y a través de nuestra expertiz y capacidades técnicas, seguiremos colaborando en la manufactura de última generación de prototipos y productos que vayan dirigidos al servicio de soluciones sanitarias y sociales.

COVID-19: Investigadores de la Facultad de Ingeniería y Empresarios ex USACH desarrollarán respirador artificial

El prototipo busca cumplir con los estándares y necesidades requeridos por el sistema de salud nacional. El objetivo es llegar con una solución viable y probada hacia el Ministerio de Salud.

La confección de un respirador artificial que contribuya en el cuidado intensivo de los pacientes afectados por el Coronavirus, es la iniciativa propuesta por la red multidisciplinaria conformada por el Centro de Innovación de la Facultad de Ingeniería y un grupo de ingenieros, ex estudiantes de la Universidad de Santiago de Chile. El equipo se encuentra desarrollando un prototipo para ir en ayuda de quienes requieren de este dispositivo de manera urgente, atendiendo el llamado de solidaridad en estos tiempos de pandemia.

Ante la inminente necesidad de respiradores por parte de los centros asistenciales de nuestro país, nace la idea de crear un dispositivo que cuente con los parámetros necesarios para poder brindar ayuda asistida a los pacientes que se encuentren con enfermedades pulmonares producto del COVID-19. De esta manera, el equipo de trabajo, se encuentra realizando pruebas que contemplan mediciones de frecuencia, amplitud de movimiento, motorización y ciclos de contracción del balón respiratorio, entre otros controles, que buscan garantizar un apoyo adaptable, personalizado y mecánico, en la confección de este nuevo diseño.

Los trabajos se encuentran en fase inicial, y ya se utilizó como base el modelo de respirador liberado por el Massachusetts Institute of Technology, MIT, para comenzar las labores de un prototipo más robusto que cumpla con los estándares y necesidades que requiere el sistema de salud nacional, trazando como objetivo, poder llegar con una solución viable y probada hacia el Ministerio de Salud.

Sobre la confección de esta red de trabajo, el Dr. Alejandro Gutiérrez, Vicedecano I+D y Postgrado – Director del Centro de Innovación de la Facultad de Ingeniería USACH, comenta que “Como Centro, estamos cumpliendo la labor de canalizar los RR.HH. disponibles en nuestra Facultad para el desarrollo de soluciones que puedan aportar a la mitigación de esta pandemia, específicamente estamos trabajando en dos líneas, que es la protección a través de máscara faciales y el desarrollo de ventiladores y respiradores,  que es la iniciativa en que participamos los  académicos junto a este grupo de ex alumnos”.

La formación y espíritu de quienes forman parte del ecosistema USACH, exige brindar apoyo a través de su red intelectual y técnica en momentos en que la comunidad más los necesita. “Tenemos capacidades tanto de infraestructura como humana, es nuestra obligación como entidad pública poner al servicio de la sociedad todas nuestras capacidades” comenta el Director del Centro de Innovación”, agrega el académico.

Esta iniciativa la componen Empresarios del sector privado (ex alumnos de la carrera de Ingeniería Industrial de la USACH) , e Investigadores de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Santiago, donde participan: Francisco Sepúlveda, Académico, Departamento de Ing. Mecánica; Matías Díaz, Académico, Departamento de Ing. Eléctrica; Félix Rojas, Profesor Asistente, Departamento de Ing. Eléctrica; Karina Barbosa, Académica, Departamento de Ing. Eléctrica; Claudia Moya, Gestora Tecnológica, Departamento de Ing. Eléctrica; Alejandro Gutiérrez, Vicedecano I+D y Postgrado – Director Centro de Innovación; Leonidas Ibarra, Subdirector, Centro de Innovación; Jaime González, Gestor Tecnológico, Centro de Innovación. Además, también forman parte la Dra. Karina Bravo del Laboratorio de Sistemas Neurales; y Rodrigo Morgado, Coordinador, Dirección de Gestión Tecnológica, ambos de Facultad de Química y Biología de la USACH.

Paralelamente, el Centro de Innovación se encuentra realizando prototipos de máscaras y viseras diseñadas para el uso de las personas que se encuentren en directo contacto con este virus. Desde el Laboratorio de Prototipado ya se han realizado los primeros modelos los cuales apuntan a mejorar y dar una nueva alternativa en la contención, prevención y cuidado de la actual contingencia sanitaria.

El Centro de Innovación de la Facultad de Ingeniería evalúa prototipos de dispositivos que contribuyan en la emergencia sanitaria del COVID-19

Las impresoras 3D Prusa y Marketbot, están siendo utilizadas para la confección de protectores faciales que se acojan a los estándares nacionales e internacionales que la industria sanitaria requiere para este tipo de fabricaciones.

Desde que se inició esta emergencia sanitaria, el Centro de Innovación de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Santiago de Chile, se encuentra trabajando en el diseño y fabricación de distintas herramientas que contribuyan en la contención y el cuidado del coronavirus. Prototipos de mascarillas y viseras destinadas para el posible uso en el área de la salud y la comunidad en general, se han estado probado desde el punto de vista de la factibilidad en su fabricación.

A través de equipos de impresión 3D, Prusa y Marketbot, con los que cuenta el Centro de Innovación, el equipo del Laboratorio de Prototipado, se encuentra desarrollando trabajos de factibilidad en la fabricación de máscaras y viseras que sean de utilidad para la comunidad y el área de la salud. Contribuir para poder corregir detalles y perfeccionar los diseños que se encuentran disponibles ha sido el motor de las labores de esta unidad, siempre acogiéndose a las regulaciones y protocolos existentes en esta materia.

Cabe destacar que acorde a los lineamientos de las autoridades nacionales y la Universidad, el equipo de trabajo del Centro continúa realizando sus labores de manera remota, por lo que parte de los equipos de fabricación e impresión en tres dimensiones se encuentran en manos de los encargados del Laboratorio de Prototipado, quienes desde sus hogares trabajan en la búsqueda de la fabricación de un prototipo que sea de ayuda y cumpla con todos los estándares para la contención del COVID-19.

Por el momento, el Centro ha estado realizado impresiones de la máscaras y viseras que se encuentran con su código STL abierto, para que distintos investigadores, desarrolladores y profesionales del mundo de la innovación, puedan reproducir el trabajo y cooperar con un grano de arena, desde su vereda. Los trabajos efectuados por la gente de Prototipado contempla el uso de PLA tradicional, PLA antibacterial y ABS, como materiales de prueba para la confección de estos dispositivos.

Así como las mascarillas, son varias las iniciativas que distintos grupos de investigadores a lo largo del mundo realizan en torno a esta emergencia sanitaria, en este sentido, el decano de la Facultad de Ingeniería, Juan Carlos Espinoza, destaca la posibilidad de fabricación de más dispositivos, siempre desde el punto de vista del prototipado, que van en ayuda del cuidado del COVID-19.

“Otro tema, es la reciente noticia de la liberación por parte del MIT del diseño de un ventilador mecánico, muchas de esas piezas perfectamente también las podemos elaborar en nuestro Centro con un alto nivel de calidad y es un tema que propondré al Director del Centro para ir analizando el diseño y la factibilidad de crear un prototipo”, señala el Decano.

A estas labores, se suma la creación de una red multidisciplinaria de académicos e investigadores conformada por la Facultad de Ingeniería a través del Centro de Innovación, quienes se encuentran detallando los lineamientos para que, a través de la expertiz de cada uno, en su respectiva área, se puedan desarrollar elementos de valor que ayuden a perfeccionar la creación de estos tipos de dispositivos.

Los participantes de este red de trabajo está conformada por el Dr. Félix Rojas, subdirector de investigación, Departamento de Ingeniería Eléctrica; Dra. Karina Acosta Barbosa, académica e investigadora, Departamento de Ingeniería Eléctrica; Dr. Matías Díaz, académico e investigador, Departamento de Ingeniería Eléctrica Dr. Francisco Sepúlveda, académico e investigador, Departamento de Ingeniería Mecánica; Dr. Alejandro Gutiérrez, director, Centro de Innovación; Leonidas Ibarra, subdirector, Centro de Innovación; Lorena Durán, encargada de Prototipado, Centro de Innovación; José Arias, encargado de Laboratorio, Centro de Innovación; Yerko Ramírez, coordinador de emprendimiento, Centro de Innovación y Subdirección de Investigación e Innovación . Todos ellos pertenecientes a la Facultad de Ingeniería de la USACH.

Para el Centro es de suma relevancia adherirse a esta cruzada que busca combatir y ayudar a la comunidad en esta urgencia sanitaria. A través de los conocimientos y los equipamientos con los que cuenta la USACH y la Facultad de Ingeniería, es posible brindar el apoyo necesario para confeccionar herramientas y elementos que sean destinados para la ayuda, el cuidado y la prevención de nuevos casos COVID-19.

Por: Cristian Contreras