La Universidad Tecnológica Metropolitana (UTEM) participa en una red de colaboración público-privado-social para el diseño y fabricación de un prototipo avanzado de ventilador mecánico en el marco de la urgencia generada por la expansión del COVID-19, contexto que requiere disponer del mayor número posible de estos dispositivos, los cuales serán cada vez más necesarios conforme al desarrollo de la pandemia.

La conformación de esta red ha sido liderada por Robotics Lab SpA, empresa de base tecnológica que trabaja activamente en convenio con la UTEM, y también incluye a la Universidad Andrés Bello, Universidad del Desarrollo, la asociación civil Con-Ciencia (organización científica de jóvenes de seis universidades nacionales) así como la participación de expertos y profesionales del área de salud y otras que voluntariamente se han sumado al desafío.

Robotics Lab SpA es una empresa chilena dedicada a la robótica de servicios que está actualmente instalada en el nodo San Francisco del Proyecto Hub de Innovación RM UTEM.  El Hub de Innovación RM UTEM tiene como fin potenciar la innovación y el emprendimiento en las diversas comunas de la Región Metropolitana mediante la apropiación territorial y el desarrollo local a través de metodologías y herramientas que permitan que los ciudadanos de la Región puedan ser parte del ecosistema de Innovación y Emprendimiento en el contexto de la transformación digital y la implementación de la Industria 4.0.

El nodo San Francisco, ubicado en la sede donde también se emplaza el Laboratorio de Prototipos de Diseño UTEM, cuenta con un Fab Corner para el prototipado de ideas y un espacio de coworking para 30 personas. La idea es que esta empresa, inserta en este espacio, desarrolle proyectos colaborativos con estudiantes, académicos UTEM y con otras instituciones y organismos externos.

“Esta red colaborativa se conformó inicialmente con la motivación de aportar a la creación de capacidades locales en Chile para abordar las distintas problemáticas de fabricación de insumos para enfrentar la emergencia sanitaria, convergiendo rápidamente a uno de los desafíos técnicamente más exigentes como lo es la creación de ventiladores mecánicos para diversas circunstancias, desde respuesta rápida en emergencia hasta mantenimiento prolongado de pacientes en ambientes tipo UCI”, comenta Héctor Torres, encargado de Innova UTEM. El resultado es una propuesta de ventilador de alto estándar denominado “VENMEC”, concebido para permitir a instituciones de salud disponer y utilizar un dispositivo electromecánico para ayuda, control, monitoreo y asistencia de personas que requieran soporte ventilatorio mecánico prolongado. “Si bien está diseñado en respuesta a las necesidades principales planteadas en el marco de la pandemia SARS-CoV-2, dada la arquitectura, atributos de calidad, componentes industriales certificables y características funcionales, su uso será posible en pacientes en otras condiciones de salud o contextos de tratamiento, al cumplir con todas las especificaciones proporcionadas por el Instituto de Salud Pública”, enfatiza Héctor.

Monitoreo a distancia

El prototipo permite tanto la visualización local como el telemonitoreo de los parámetros fundamentales de interés médico señalados en los marcos de referencia oficiales, los cuales son presentados en una interfaz o panel de control (dashboard) en una pantalla táctil de alta resolución integrada al equipo, a la cual también se podrá acceder vía Internet. De esta manera, se facilitará el control y visualización de las unidades dispuestas para pacientes en aislamiento.

“Una característica diferenciadora y complementaria a otros proyectos que actualmente se desarrollan en nuestro país es que el diseño del prototipo plantea la integración de servicios en la nube, ya sea en servidores distribuidos en Internet o bien dentro de una red segura según se requiera, para disponer de monitoreo y seguimiento remoto del proceso de atención a un paciente, desarrollar analítica de los datos registrados durante el proceso, generar y enviar alarmas distribuidas en tiempo real ante cualquier evento y, también muy importante, sensar el correcto estado de la máquina y sus subsistemas permanentemente para dar garantías de operación y mantenimiento, todo lo anterior inspirado en el paradigma tecnológico de Internet de las Cosas (IoT) cada vez más presente”, expone Hugo Durney, encargado del Programa de Energías Renovables y No Convencionales (ERNC) para el Desarrollo Sustentable, de la Facultad de Ingeniería.

El sistema utiliza las presiones torácicas como indicador de control y activación del sistema ventilatorio, permitiendo una mejor interacción paciente-ventilador. Tiene incorporado el sensado de parámetros biodinámicos para, por ejemplo, generar el inicio de cada ciclo de asistencia ventilatoria (trigger) lo que permite la adaptación automática del dispositivo a la necesidad del paciente y también permite disponer de un mayor número de modos ventilatorios.

El prototipo dispone de componentes de alta fiabilidad que ya cuentan con homologaciones y certificaciones específicas internacionales. Ello permitirá minimizar riesgos y tiempos de certificación a nivel local, lo cual es clave para alcanzar las autorizaciones de parte de los órganos competentes y viabilizar así su oportuna puesta en funcionamiento.

La universidad participa en este proyecto a través de sus Programas Innova UTEM, ProteinLab UTEM y el Programa de Energías Renovables y No Convencionales (ERNC) para el Desarrollo Sustentable, de la Facultad de Ingeniería.

Actualmente el proyecto ya cuenta con los desarrollos conceptuales de diseño de producto e ingeniería de detalle de partes y susbsistemas así como de su integración. “Ya se han iniciado también las gestiones para el financiamiento, adquisición (en Chile y el extranjero) y fabricación de componentes y piezas ad-hoc por parte de las instituciones involucradas en la iniciativa. Una vez teniendo todos los componentes en Chile, se prevé que el equipo pondrá en marcha una logística de trabajo distribuido con la que podría integrarlos en forma inmediata en una versión funcional y hacer las primeras pruebas en ambiente controlado en menos de 72 horas. El costo estimado del prototipo de ventilador es cercano a los $9.000.000 (nueve millones de pesos) que siendo menor al costo comercial de un ventilador convencional, considera el uso de componentes certificables de estándar industrial además de una materialidad y diseño acordes a su uso en ambientes limpios y seguros ante la presencia de líneas de distribución de oxígeno”, detalla Héctor Torres.