Cómo se construyó el ventilador de emergencia Rise desde cero en 21 días en Onshape

A finales de marzo de 2020, cuando los expertos médicos preveían una escasez masiva de los respiradores necesarios para los pacientes con COVID-19 (y algunos planes, en el peor de los casos, preveían utilizar separadores para poner a varios pacientes en el mismo ventilador), funcionarios del gobierno de EE. UU. acudieron a la empresa emergente de hardware Meter, del área de Boston, en busca de ayuda.

Aunque la empresa emergente estaba en modo sigiloso, asumió el desafío de diseñar un ventilador más asequible que pudiera fabricarse rápidamente en grandes cantidades sin depender de piezas especializadas que ya tenían una gran demanda para los ventiladores existentes. Según The Washington Post, el precio de los ventiladores hospitalarios tradicionales puede oscilar entre 25 000 y 50 000 dólares por unidad.

El 28 de marzo, Meter presionó el botón de pausa en su empresa e impulsó a todo su equipo a construir el ventilador de emergencia Rise. Uno de sus ingenieros tenía experiencia previa en la investigación de controles manuales de resucitación con bolsas (la forma de monitorear con precisión el flujo de aire que va de la bolsa a los pulmones del paciente) en el Hospital General de Massachusetts, y otros miembros del equipo tenían una amplia experiencia en la fabricación de otros productos de hardware a gran escala.

Uno de los principales objetivos del equipo fue mejorar los sistemas de monitorización y alarma del ventilador, lo que permitió al personal médico monitorear de forma remota a varios pacientes a la vez a través de paneles web y alertas de texto.

Sin embargo, los conocimientos y la experiencia únicos del equipo de Meter no pudieron prepararlos para el obstáculo más formidable. Todos los ingenieros se vieron obligados a trabajar en casa debido a los mandatos de refugio in situ impuesta por la pandemia.

La colaboración CAD en tiempo real fue fundamental para el éxito

Incluyendo el equipo central de una docena de ingenieros de Meter, unas 50 personas participaron en el desarrollo del ventilador de emergencia Rise. El equipo ampliado incluía expertos en impresión 3D, médicos de hospitales, desarrolladores de software y fabricantes de láminas de metal. No hubo un proceso de contratación prolongado. El equipo se expandió rápidamente al reclutar amigos y colegas de sus redes personales.

«En muchos sentidos, nuestro proceso de desarrollo siguió el mismo enfoque que solemos adoptar, pero tuvimos que comprimirlo en horas en lugar de días y días en lugar de meses», recuerda Eduardo Torrealba, cofundador y director ejecutivo de Meter. «La mejor forma en que lo hicimos fue aumentando la frecuencia de la comunicación. Los colaboradores individuales hacían varias visitas diarias a Slack y a videollamadas, por lo que constantemente hacíamos preguntas, detectábamos problemas y los resolvíamos».

«En los primeros siete días, ya habíamos hecho dos revisiones del diseño mecánico y durante el fin de semana empezamos a imprimir en 3D las primeras piezas», añade. «También fui un poco a la vieja escuela y hacía de 50 a 60 llamadas telefónicas al día durante este esfuerzo. A veces no hay nada mejor que una llamada de voz normal cuando necesitas una respuesta inmediata».

Para los miembros del equipo de ingeniería atrapados en sus hogares individuales, la plataforma de desarrollo de productos Onshape de PTC, nativa de la nube, que permite a varias personas trabajar juntas simultáneamente en el mismo modelo CAD en línea, era esencial para la colaboración. Los compañeros que utilizan Onshape pueden opinar al instante sobre el trabajo de los demás con la misma facilidad con la que hacen un comentario en Google Docs o en las redes sociales.

«El hecho de que la herramienta estuviera siempre activa era muy importante para nosotros. Hicimos varias revisiones de diseño a través de Zoom con 8 o 10 personas y alguien compartía su pantalla mientras manipulaba el modelo», afirma Torrealba. «Si alguien tenía una pregunta, no solo tenía que decir: 'Está bien. Dale la vuelta. Hazlo girar. Haz esto. Haz eso». Podrían estar en el espacio de trabajo con el diseñador y resaltar cosas y realizar modificaciones de una manera mucho más colaborativa que la que he visto con cualquier otra plataforma CAD».

Para compartir diseños con socios externos, como los expertos en fabricación de chapa metálica de Prototek, el equipo de Rise confió en la función Compartir de Onshape, que permite a los equipos conceder acceso instantáneo a los colaboradores con diferentes niveles de permisos. Los socios pueden ver, editar o comentar los diseños en un navegador web sin necesidad de descargar o instalar software especial.

«Onshape era increíblemente valioso para nosotros», añade Torrealba. «Avanzábamos demasiado rápido como para gestionar el envío de archivos por correo electrónico o la configuración de servidores y muchas otras cosas que tendríamos que hacer para tener el mismo nivel de colaboración si hubiéramos utilizado otros paquetes de CAD».

Control de versiones: 6 iteraciones de diseño en 3 semanas

El ventilador de emergencia Rise pasó por seis iteraciones de diseño en tres semanas, lo que equivale a introducir una nueva versión mejorada cada 3,5 días. Con la gestión de datos en tiempo real de Onshape, todos los miembros del equipo de diseño pueden ver los cambios a medida que se producen. Un historial de edición completo registra quién hizo qué cambio y cuándo, lo que permite a los equipos volver instantáneamente a cualquier estado anterior del diseño si lo desean.

Torrealba afirma que Onshape le dio al equipo de Rise la confianza de que siempre estaban trabajando en la última versión de su diseño, lo que redujo significativamente la probabilidad de errores de fabricación.

«Nunca lanzamos ningún diseño a un fabricante que fuera una revisión incorrecta», recuerda. «Eso es enorme. En cada paso de la fase de creación de prototipos, todas las piezas coincidían y eran la versión correcta. Pienso en el viejo mundo del CAD, en el que terminas exportando archivos comprimidos y todas esas locuras. Envías algo incorrecto y la mitad de tus piezas no caben».

«Me ha pasado eso con casi todos los productos que he creado. Así que esta es la primera vez para nosotros. Fue fantástico ver a Onshape ayudarnos a ofrecer un diseño tan optimizado», añade Torrealba.

Creación de una cadena de suministro más resiliente

Uno de los objetivos más importantes del proyecto Rise Emergency Ventilator era no socavar las cadenas de suministro médico existentes, que ya estaban sometidas a una fuerte presión por parte de diferentes estados de EE. UU. que compiten por los mismos recursos. En consecuencia, el diseño se creó con otros componentes fácilmente disponibles que no estaban destinados a un uso médico especializado.

El objetivo era permitir que cualquier fábrica que pudiera fabricar electrodomésticos de consumo pudiera fabricar rápidamente decenas de miles de ventiladores a pedido.

En los primeros días de la creación de prototipos, el equipo de Rise confió en la impresión 3D de metales en Desktop Metal para fabricar piezas estándar listas para usar que no estaban disponibles de inmediato debido a problemas en la cadena de suministro.

«De hecho, imprimimos piezas que también pedimos a los proveedores, pero sabíamos que las íbamos a sacar de la impresora 3D de metal 24 o 48 horas más rápido debido a la interrupción de las redes logísticas», afirma Torrealba.

«Normalmente, nunca me tomaría tantos problemas para ahorrar 24 o 48 horas, pero con la velocidad a la que avanzábamos, fue un gran problema. Debido a COVID, tuvimos varios artículos retrasados que pedimos a proveedores muy confiables con los que trabajamos todo el tiempo. Decían que iban a entregar mañana y luego lo dirían durante los próximos tres días seguidos. Contar con la fiabilidad de la impresión 3D en metal fue increíblemente importante para nosotros durante las etapas de creación de prototipos», añade.

Dejando a un lado los problemas de la cadena de suministro, la voluntad de todo el equipo de sacrificar el sueño también fue fundamental para el éxito.

«Al final, la mayoría de nosotros habíamos trabajado tres semanas consecutivas de 120 horas, lo que no es sostenible durante mucho tiempo», señala Torrealba. «Pero en tiempos de crisis, si es necesario que eso suceda, fue gratificante ver a nuestro equipo dar un paso adelante y hacerlo».

El ventilador de emergencia Rise se desarrolló en asociación con una coalición de socios tecnológicos y de atención médica, incluidos PTC, Desktop Metal, CANCAN, Rigado, Formlabs, Prototek, FATHOM, Tulip, Precision Graphics y CircuitHub.