Desarrollo de respirador para protección de personal médico en tiempos del COVID-19

Camilo Ayala García y Catalina Villabona Triana

En pocos meses la manera de relacionarnos como seres humanos y de habitar el espacio público y privado ha cambiado radicalmente. Si para nosotros como ciudadanos es difícil adaptarnos a estas nuevas dinámicas, es inimaginable lo que ha implicado para todas las personas que desde el inicio de la pandemia por COVID-19 han permanecido en primera línea. Tal es el caso de los médicos que día a día han vivido el ondeante movimiento de la curva.

PERSO-CO es un respirador desarrollado para ellos y para todos los profesionales que tienen un papel fundamental en el sostenimiento del sistema en tiempos de COVID. Este respirador busca remplazar los elementos de protección personal (EPPs) los cuales, son difíciles de conseguir, incómodos de utilizar durante largas jornadas y altamente contaminantes. El reto de diseño era combinar de manera acertada tres componentes: confort, apariencia y usabilidad.

A propósito de este proceso el profesor Camilo Ayala García comparte la siguiente reflexión:

Desarrollo de PERSO-CO

Para el desarrollo del respirador, como en todo proceso de diseño, fue fundamental observar comportamientos e indagar con los usuarios acerca de cuáles requerimientos no son suplidos por los respiradores que actualmente existen en el mercado, especialmente por el prototipo desarrollo en la Universidad de Southampton, considerado como un modelo pionero a nivel mundial.

Durante esta búsqueda nos dimos cuenta que la gran mayoría de elementos de protección que se encuentran en desarrollo son adaptaciones de modelos previos utilizados en la industria o de elementos de protección que no permiten un aislamiento efectivo del personal médico y los pacientes. La oportunidad que encontramos fue la necesidad de brindarle al personal medico la movilidad y capacidad de operación que requiere, además de su protección. Estos profesionales tienen una manera de trabajar y unas habilidades adquiridas en su ejercicio que no pueden ser limitadas por una barrera protectora.

Durante esta búsqueda nos dimos cuenta que la gran mayoría de elementos de protección que se encuentran en desarrollo son adaptaciones de modelos previos utilizados en la industria o de elementos de protección que no permiten un aislamiento efectivo del personal médico y los pacientes.

Adicionalmente, notamos que la disposición de los dispositivos desechables es totalmente inadecuada en los diferentes prototipos en desarrollo. Hoy en día enfrentamos una situación problemática con el manejo de los polímeros en el sector alimenticio, y ahora, con la pandemia, el sector salud empieza a igualar las cifras de desechos. Ante esto iniciamos un estudio de las propiedades de algunas estructuras textiles fabricadas en el país y llegamos a la conclusión que estos tejidos no solo ayudarían a filtrar los aerosoles, sino que se ajustarían al cuerpo generando un confort que los no-tejidos usados actualmente por el personal médico, no ofrecen. Adicionalmente, el uso de estos materiales permite que sean prendas lavables y reutilizables.

Moodboard del Grupo de investigación y desarrollo PERSO-CO

Con estos insumos iniciamos una etapa iterativa de desarrollo (Home-made, porque la universidad estaba cerrada y no teníamos acceso a los laboratorios) para tratar de configurar una prenda sofisticada, desde el punto de vista técnico, pero a su vez suave y elegante para uso diario.

Le dimos prioridad al sentirse bien. Desde la perspectiva del diseño es fundamental entender la psicología y estado de animo de una persona que puede durar más de 8 horas con un traje improvisado, con el que se ve mal, suda y se siente encerrado. Por ello desarrollamos el concepto de asepsia estética y materialidad performativa (ver moodboard) donde se evidencia la importancia no solo de los materiales y la estética, sino el deseo y necesidad por sentirse bien, aseados y elegantes.

Se trabajó en brindar una protección focalizada en el rostro y no en toda la cabeza, esto permite mejorar la eficiencia en el flujo de aire. Además, para mejorar el confort, se propuso centrar la dispersión de aire en una boquilla de apertura superior. Para permitir que el leve ruido del motor y flujo de aire no generen fatiga por exposición auditiva y que la interacción con el paciente sea mas fluida, se aislaron las orejas. Para cuando se entre a una zona de alto contagio desarrollamos una capa adicional de protección de orejas y cuello.

Bocetos de la escafandra con cuello removible

En la mayoría de los respiradores actualmente desarrollados los dispositivos se alojan en la cintura, nosotros por investigaciones previas en otros proyectos comprendimos que el apoyo en la parte de la espalda genera menos fatiga y ayuda a mejorar la movilidad. El visor de doble curvatura permite cubrir el rostro adecuadamente y aumenta el rango visual. Al no tener otros elementos como tapabocas, se evita la fricción con la piel. El flujo de aire tanto de ingreso como de salida viene filtrado.

Renders: exploración del nuevo maletín

Esperamos poder prototiparlo en laboratorios para poder hacer ajustes y refinamiento de confort, pero estamos contentos con el resultado por que es acorde con el concepto generado. Es un equipo médico sofisticado diseñado para que no sea costoso e inaccesible.

Propuesta final PERSO-CO


Hasta el momento el proyecto ha recibido apoyo para su financiación de AGP de Colombia y Protela y busca más empresas que puedan aportar para continuar su desarrollo. En caso de que este interesado en saber más del proyecto y cómo vincularse escriba a David Bigio dbigio@uniandes.edu.co



Equipo de desarrollo:
Uniandes – Profesores
David Bigio Roitman, Ingeniería Biomédica
Rodrigo Gómez Martínez, Ingeniería Biomédica
Fredy Enrique Segura, Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Alejandro Marañón León, Ingeniería Mecánica
Camilo Ayala García, Diseño

Uniandes – Egresados
Santiago Luna, Asistente de investigación – Diseño

Uniandes – Estudiantes de maestria
Erwin Pavolini Rodríguez, Ingeniería Mecánica
Juan Pablo González Sánchez, Ingeniería Mecánica
Angélica María Viana Sepúlveda, Ingeniería Civil y Ambiental
Brian Alejandro Barbosa Velandia, Ingeniería Eléctrica y Electrónica

AGP de Colombia
Manuel Castiblanco, Gerente de procesos e innovación
Tobías Benítez Palmeth, R&D project leader
Fair Guevara, Ingeniero de innovación
Julián Torres, Ingeniero de diseño

Protela
Sergio Isaza, Gerente de marcas globales

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