Protetores faciais nascem nas universidades públicas

Máscaras do tipo ‘face shield’ são desenvolvidas por estudantes e professores. Indústrias assumem em larga escala para doar a hospitais

Redação
Máscaras do tipo face shield tornaram-se equipamento para agentes de saúde que atuam na linha de frente do combate à covid-19 (José Tadeu Arantes | Agência Fapesp)

Com o avanço dos casos confirmados de novo coronavírus, um dos maiores problemas enfrentados pelos profissionais de saúde é a falta de Equipamentos de Proteção Individual (EPI’s). Diante da falta crônica de máscaras cirúrgicas e N-95 no mercado, as máscaras do tipo face shield tornaram-se um equipamento de máxima importância para agentes de saúde que atuam na linha de frente do combate à covid-19.

Semelhantes às viseiras de capacetes de motociclistas, esses dispositivos constituem uma primeira barreira física que protege médicos, enfermeiros, técnicos de enfermagem, fisioterapeutas e outros profissionais de saúde do contato com as gotículas infectadas por coronavírus exaladas pelos pacientes. Por baixo delas, é necessário usar as máscaras convencionais.

A necessidade de produzir rapidamente máscaras face shield em grande escala mobilizou vários grupos que trabalham com manufatura aditiva, que utiliza impressão 3D e técnica denominada FFF (fused filament fabrication). Conectados pelas mídias digitais, esses grupos formaram uma rede mundial nas duas últimas semanas e já estão fornecendo máscaras a partir do modelo “Prusa”, um design de uso livre criado pelo inventor tcheco Josef Prusa.

Uma iniciativa vem unindo algumas faculdades públicas e particulares por todo o Brasil: buscar soluções para proteger os profissionais da saúde de forma eficiente, rápida e com baixo custo.

Em São Paulo, estudantes e professores de universidades públicas participam do Grupo de Pesquisa em Manufatura Aditiva e Design for Assistive Tecnology, da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo. O trabalho é coordenado por Zilda de Castro Silveira, professora do Departamento de Engenharia Mecânica da EESC-USP.

Em nossa primeira semana de trabalho, produzimos 210 máscaras face shield para a Santa Casa de São Carlos. Esse movimento rápido e intensivo impulsionou a indústria de plásticos a adotar o mesmo modelo de projeto para atender em larga escala a demanda dos hospitais”, diz ela à Agência Fapesp.

O projeto é desenvolvido pelo Núcleo de Manufatura Avançada (Numa) e conta com apoio do Departamento de Fisioterapia da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar). Empresas de São Paulo, Minas Gerais, Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul, filiadas àAssociação Brasileira da Indústria de Ferramentais (Abinfer), começaram a produzir as face shield nesta semana. A expectativa é produzir 400 mil máscaras na próxima semana ao Ministério da Saúde.

Estudante de Engenharia produz máscaras em sua própria casa

Marcelo Lafarciolavi, aluno de Engenharia Mecânica do Centro Universitário FEI, em São Paulo, se comoveu com a falta de EPIs em hospitais e começou a produzir máscaras de proteção em sua própria casa. Junto com outros três voluntários de um grupo de makers (nome atribuído a quem trabalha com impressão 3D), já produziu mais de 100 máscaras, doadas ao Hospital de Diadema (SP). O grupo leva cerca de 38 minutos para imprimir cada máscara e produz 15 unidades por dia – a capacidade de sua impressora.

Há cinco anos e meio como aluno da FEI, uma coisa que aprendi foi a necessidade de ajudar e ter iniciativa para tomada de decisões que possam contribuir com a sociedade. Quando percebi a quantidade hospitais que estavam sendo prejudicadas pela falta de EPI’s, resolvi colocar meus aprendizados e valores em prática”, explica.

As primeiras 60 foram feitas com seu próprio material. Depois que esgotou seu estoque, o aluno conseguiu apoio da Prefeitura de Diadema para aquisição de mais material, mas ainda encontra muita dificuldade para conseguir o acetato (parte transparente que cobre o rosto da pessoa). “Com a maioria dos comércios e indústrias fechadas, preciso pedir o acetato pela internet e a demora da entrega acaba afetando a produção dos equipamentos”, comenta o aluno.

Rodrigo Magnabosco, professor de Engenharia de Materiais da FEI, começou imprimindo 10 máscaras em impressora 3D, a pedido da Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), e resolveu recrutar mais professores para produzir máscaras destinadas a hospitais da região do ABC paulista. Com quatro impressoras 3D trabalhando na FEI, a expectativa é que sejam produzidas cerca de 20 máscaras por dia.

A instituição firmou parceria com a Abinfer (Associação Brasileira da Indústria de Ferramentais), que utilizará a técnica de injeção de plásticos no lugar da impressão 3D, aumentando a produção para 6.500 peças diárias. “A Abinfer enviará os EPI’s para o ministério da saúde para distribuição, enquanto nós estamos em contato com prefeituras da região do ABC, Incor e entidades carentes credenciadas a FEI para fazer essa doação”, conta o professor.

Apesar das dificuldades para obtenção de materiais, Rodrigo Magnabosco explica a necessidade de mais pessoas contribuírem com a causa. “Profissionais de saúde de todo o mundo estão sofrendo com a falta desses equipamentos e toda ajuda será bem-vinda neste momento. Assim colaboramos para que muitos médicos e enfermeiros evitem a contaminação pelo Covid-19”.

Máscaras a partir de garrafas de refrigerante

Máscaras do tipo face shield, que cobrem o rosto todo, começaram a ser fabricadas com avaliação técnica das equipes do Centro de Pesquisa e Inovação da Universidade de São Paulo (Inova USP) e do Centro de Inovação do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da USP (InovaHC)A meta é fabricar 3 milhões de peças para doar a profissionais de saúde do país.

A matéria-prima para a produção dos protetores é o PET, mesmo material utilizado nas embalagens de Guaraná Antarctica, do grupo Ambev. Os protetores faciais são laváveis e serão doados ao Ministério da Saúde, que se encarregará de distribuí-los às unidades hospitalares em todo o país. Os equipamentos começarão a ser entregues no decorrer da próxima semana. Os equipamentos serão produzidos por uma empresa parceira em Guarulhos (SP).

Na última semana, diversos profissionais de saúde testaram o protetor facial, como os médicos Rubens Belfort, da Academia Nacional de Medicina, e João Aléssio, do Hospital São Paulo. “Esse modelo de protetor facial tem o diferencial de ser facilmente higienizado e é uma das principais demandas da rede de saúde no país, além de complementar o uso da máscara”, afirma Rubens.

A pandemia da Covid 19 tem desafiado toda a sociedade de várias formas e nesse momento o principal objetivo precisa ser salvar vidas. O governo, o setor privado e a academia não vão deixar ninguém para trás e todos juntos vamos ganhar esta guerra”, diz Linamara Rizzo Battistella, professora titular da Faculdade de Medicina da USP.

Escola de design cria protótipo com garrafa PET

No Rio de Janeiro, a Escola Superior de Desenho Industrial (Esdi-Uerj) também criou um protótipo de protetor facial para as unidades de saúde da universidade. As peças fabricadas serão enviadas ao Hospital Universitário Pedro Ernesto (Hupe) e à Policlínica Piquet Carneiro (PPC). Após estudos e a confecção de vários modelos experimentais, chegou-se a um modelo que pode ser confeccionado pela própria Esdi ou pela indústria. A expectativa é de que a unidade consiga produzir cerca de 100 a 200 protetores faciais por dia. Eles são feitos com folha plástica de PET, um material bastante apropriado para essa finalidade, pois é transparente, flexível e com uma rigidez adequada.

A Esdi testou a produção de protetores faciais em uma máquina de corte a laser, que agiliza o processo: estima-se que uma unidade possa ser cortada em menos de um minuto, com mais uns dois minutos para furar e montar. Este método de produção é mais eficiente do que a impressão 3D, que demora cerca de duas horas para fazer somente o aro do protetor.  Já a impressão 3D será direcionada à reprodução de peças de equipamentos hospitalares. Muitas vezes, um equipamento caríssimo fica sem uso, pois uma pequena peça se perde ou se danifica. Nesses casos, a impressão 3D é bastante útil.

O professor Fernando Reiszel, coordenador do Laboratório de Modelagem da Esdi, faz questão de frisar que a produção no laboratório tem limitações. “Estamos todos nos esforçando ao máximo para ajudar a suprir algumas demandas reais dos profissionais de saúde do Hupe e da PPC. Para nós, é um grande orgulho poder colaborar de alguma forma nessa batalha contra o coronavírus, mas a Esdi não tem condições de produzir em grande escala”, ressalta.

A previsão é de que se consiga a impressão de cerca de 4 peças deste tipo por dia. O tempo médio para imprimir uma peça acessória para um sistema de auxílio à respiração é de duas horas. Segundo o professor Reiszel, “demora porque a impressão deve ser feita no modo de altíssima precisão. A previsão é fazermos umas 3 ou 4 por dia”, diz ele.

Em Friburgo, produção em impressora 3D

Outra unidade da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (Uerj) também se mobiliza para produzir equipamentos de proteção para os profissionais de saúde que trabalham no atendimento aos pacientes com Covid-19.  Em Nova Friburgo, o Instituto Politécnico do Rio de Janeiro (IPRJ-Uerj), em parceria com professores da Universidade Federal Fluminense (UFF) e a empresa Persona 3D, desenvolveu um modelo de protetor facial (face shield) para ser utilizado na rede hospitalar local.   A ideia é conseguir produzir em grande escala para suprir a demanda da cidade friburguense e de toda a Região Serrana.

O projeto, batizado de FaceShield de Nova Friburgo, fez, na última quinta-feira (2), a doação das primeiras 260 peças produzidas: 200 protetores faciais foram entregues a hospitais do município e 60, ao Corpo de Bombeiros. Os primeiros protótipos foram produzidos em impressão 3D, mas o processo não oferecia a rapidez desejada. Assim, o Senai Friburgo e a empresa Stam também se juntaram ao projeto. A solução encontrada foi o corte a laser para confecção do visor e a utilização de máquina de injeção para a viseira. Com isso, a expectativa é que consigam produzir até 3 mil peças por dia.

De acordo com Lucas Venâncio Lima, vice-diretor do IPRJ-Uerj e coordenador logístico do projeto, a iniciativa nasceu do desejo coletivo de ajudar a combater o avanço da pandemia, unindo esforços das universidades, da indústria local e do poder público de Friburgo. “O objetivo era desenvolver um modelo de protetor facial que fosse rápido, barato e de qualidade. Estou confiante de que a rede de solidariedade que já se formou aumente ainda mais e nos ajude a atingir essa meta”, ressaltou o professor.

Para isso, a equipe pede a ajuda da população para a doação de insumos como plástico ABS, folha plástica translúcida, elásticos perfurados, luvas descartáveis, caixas de papelão, etc. Quem se interessar pode entrar em contato pelo e-mail: faceshield.novafriburgo@gmail.com.

100 máscaras para Hospital de Bonsucesso

No Rio de Janeiro, um grupo de pesquisadores e colaboradores também está engajado em reproduzir máscaras de proteção inspiradas nos moldes usados no exterior. São cerca de 200 pessoas envolvidas no projeto que, até o dia 31 de março já havia entregado mais de 850 máscaras em diversos hospitais da cidade.

Coordenador dos cursos de Engenharias Elétrica e Mecânica da Unisuam, o professor Carlos Henriques, mobiliza estudantes no processo de criação das peças para montagem das máscaras. Utilizando a sua própria impressora 3D e mais outras duas cedidas pela universidade, o professor conta com o auxílio de dois alunos do curso de Engenharia Mecânica para fazer as impressões.

O primeiro hospital beneficiado com o produto foi o Hospital Geral de Bonsucesso, unidade anunciada como referência para pacientes com Coronavírus no Rio de Janeiro, que recebeu cerca de 95 máscaras. O processo de impressão de cada peça leva entre quatro e seis horas, tudo depende do material usado e da temperatura. Após esta primeira etapa concluída, o professor recolhe as peças feitas durante a semana e leva o material para a sede da PUC, na Gávea.

“Cada um consegue produzir, em média, três por dia. E, para preservar a segurança de todos, cada um trabalha de sua própria casa. O reitor, Arapuan Netto permitiu que as impressoras fossem levadas para as casas dos nossos alunos colaboradores”, observa o coordenador.

“Eu passo na casa dos alunos, recolho a produção da semana e deixo o material na PUC, onde eles fazem o acabamento e, posteriormente, a entrega aos hospitais”, explica ele.

RIO GRANDE DO SUL

Apoiados por fabricante de armas, gaúchos produzem 60 mil protetores

A partir desta quarta-feira (8), o Hospital Centenário e o 25º Batalhão da Brigada Militar de São Leopoldo, assim como o Hospital Municipal Getúlio Vargas, de Sapucaia do Sul, passaram a contar com mais um equipamento de proteção contra a covid-19: protetores faciais produzidos por estudantes e professores da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS).

A máscara do tipo face shield foi criada, originalmente, a partir de impressoras 3D dos laboratórios da UFRGS, sendo viabilizado através de um trabalho voluntário conjunto de docentes, técnicos e alunos da Escola de Engenharia, Faculdade de Arquitetura, Pacto Alegre e também por alguns cidadãos comprometidos com a causa.
A produção em larga escala foi viabilizada com a montagem de uma linha de produção nas instalações da Taurus, uma das principais fabricantes de armas leves do mundo, especialmente para fabricar um lote inicial de 60 mil protetores faciais. Militares do Exército Brasileiro de forma voluntária estão auxiliando no processo de montagem e embalagem.
A ação deve ganhar escala ainda maior. Após as entregas do lote inicial de protetores faciais no estado do Rio Grande do Sul, a empresa pretende ampliar a produção, por meio de parcerias com outras empresas e fornecedores das matérias primas, visando atingir o maior número possível de profissionais que necessitam do uso do equipamento.

inovação

 

Projeto Respire! Máscaras Seguras

O Inova USP desenvolveu um mecanismo para testar a capacidade que diferentes tecidos têm de filtrar partículas de dimensões nanométricas, inferiores ao tamanho do coronavírus.  O resultado dos testes permite que empresas e demais interessados utilizem novos materiais para a construção de máscaras seguras, aumentando a oferta do produto no mercado.

O projeto, denominado Respire! Máscaras Seguras, desenvolvido em conjunto com o laboratório de Física Atmosférica do Instituto de Física (IF) da USP e com a equipe do Laboratório de Microestrutura de Materiais da Escola Politécnica da USP, conseguiu estabelecer um comparativo da eficiência de filtração entre diversos materiais e os já utilizados nas máscaras comerciais,  produzidas pelo padrão da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa).

Segundo a USP, os estudos indicaram as matérias-primas mais adequadas para a proteção de profissionais de saúde e da população em geral, com eficiência de até 97% na retenção do vírus. Os interessados em conhecer os materiais e fabricar máscaras podem entrar em contato com os pesquisadores pelo site do projeto, onde já pode ser encontrado um tutorial completo para a construção de máscaras cirúrgicas, de uma ou duas camadas, compostas de tecido TNT.

Procedimento para desinfecção

Uma das questões relacionadas a peças impressas por 3D é a porosidade. Devido à estruturação física das peças, camada por camada, os objetos fabricados por técnicas aditivas possuem porosidade maior do que aqueles produzidos por técnicas convencionais. Isso não compromete a função de barreira física da peça, mas a torna mais vulnerável à contaminação.

Para reduzir o problema, aplicamos acetona, que, por reação química, auxilia na redução da porosidade superficial. E, para reforçar a descontaminação, foram conduzidos, junto com a Santa Casa e a empresa Sterileno, testes de esterilização com peróxido de hidrogênio [H2O2], que se mostrou eficiente. Dessa forma, esse procedimento de desinfecção foi adotado pela Santa Casa para esterilização das máscaras face shields”, informa Zilda de Castro Silveira, do Numa.

Segundo ela, as instituições que receberem as peças fabricadas pelas indústrias poderão aplicar esse mesmo procedimento – a esterilização com peróxido de hidrogênio – para reutilizar as máscaras após cada uso.

Como fazer máscara em impressora 3D

O modelo internacional para produção das máscaras está disponível para download gratuito (http://www.prusa3d.com/covid19/) e pode ser reproduzido por qualquer pessoa com acesso a impressoras 3D. Os materiais utilizados são filamento para impressão 3d ABS (1,75mm ou 3mm de espessura), PETG ou Acetato cristal em placas de 0,5mm de espessura e elásticos de 11mm.

Para conhecer mais sobre essas e outras iniciativas da Instituição no combate ao Covid-19, acesse projetos do Centro Universitário FEI acesse www.fei.edu.br /coronavirus ou siga a Instituição nas redes sociais em fei.edu.br/redes.

Com Assessorias