Faceshield 2.0

Luego de que médicos manifestaran la necesidad de poder levantar sus escudos faciales, para poder realizar diferentes tipos de actividades como comer, beber algo, tener una mejor visual, contestar el teléfono, entre otros, mientras realizan sus labores, es que se lleva a cabo el desafío de diseñar un modelo de FaceShield con visión parcial, que se pueda levantar en diferentes grados, quedándose fijo en esa zona, y luego se pueda volver a bajar, tratando de brindar la mayor seguridad posible, pues los médicos que se encuentran trabajando en la UCI con pacientes diagnosticados de Coronavirus, están mucho más expuestos a la posibilidad de contagiarse. En adelante, se presentará el proceso metodológico de construcción de nuestro modelo FaceShield 2.0, el cual contiene métodos de observación, definición de atributos y rasgos formales, diseños, prototipo, entroe otros alcances del proyecto.

Método de Observación

USUARIO. Percepciones que tienen los usuarios con respecto a la situación

El usuario principal a analizar corresponde a un médico de la UCI, con un rango de edad entre los 24 y 65 años. A diario, ellos tienen una alta cantidad de trabajo donde están expuestos en todo momento al contagio, por lo que son muy precavidos en cuanto a protección personal. La cantidad de aparatos e instrumentos que portan les genera incomodidad al momento de realizar sus actividades cotidianas, además de que deben tener bastante cuidado al momento de equiparse o de equiparse con vestimenta y dispositivos.

OBJETOS. Elementos con los que se relaciona el usuario, dando énfasis a las que pudiesen tener contacto con la máscara facial.

¿Qué objetos usan y con qué frecuencia?: Elementos de Protección Personal (EPP) y Objetos Personales tales como
Antiparras o anteojos → Podría ser necesario remover en casos de secar el sudor.
Mascarillas tipo N95 → La mascarilla N95 se debe cambiar máximo cada 8 horas (según NIOSH). Se debe remover para beber o comer durante el turno.
Máscara facial → Se debe remover para quitar el sudor, beber o comer durante la jornada
Guantes de látex → Se deben cambiar luego de la interacción con cada paciente o luego del contacto con ciertos instrumentos que se involucran en las actividades
Cubre pelo desechable → Puede no ser removido durante la jornada, pero podría quedar incómodo al momento de manipular el protector facial.
Teléfono celular. → Sanitizar cada vez que este se ocupa.

INTERACCIÓN. Observar en profundidad los comportamientos y acciones de los elementos o partes relacionadas.

Acciones. En las actividades diarias, antes, durante, o después de ellas, es necesario levantar la máscara facial y la mascarilla por comodidad, además de quitarse y ponerse los guantes. Hay un constante movimiento de estos accesorios, que requieren ser manipulados con las manos, por lo que en general la máscara facial es un elemento en constante exposición que debe ser ocupada para brindar la protección necesaria, pero que para otras acciones debe ser quitada debido a incomodidad o limitantes que ofrece. También existe una constante interacción con los pacientes y otros personales de la salud (médicos, enfermeros, paramédicos) quienes deben sentirse seguros de contagio a la hora de interactuar entre ellos.

AMBIENTE. Identificación del ambiente de trabajo y de uso de los elementos

Lugar. Unidad de Cuidados Intensivos UCI
Específico. Habitación o sala de cuidados, vestíbulos.
Análisis. Presencia de instrumentación médica, como ventiladores mecánicos, otros. El sistema de ventilación por lo general no es natural y se utilizan sistemas de inyección de aire que tienen por objetivo reducir la contaminación.

ACTIVIDADES. Acciones que las personas desarrollan y ejecutan en base a la situación analizada

Cuidado de los pacientes infectados, donde hay una interacción directa con ellos al tener que tomarles la temperatura, llevarle los medicamentos, dialogar con el paciente y en algunos casos intubarlos a respiradores mecánicos. Por lo que se requiere una cobertura total de protección con la máscara facial.
Manejo de herramientas médicas, en particular para estas situaciones el manejo e instalación de respiradores artificiales a los pacientes, es bastante usual. También manipulan bisturí (en caso de posible traqueotomía) y uso de sondas para limpieza. Nuevamente se requiere una cobertura total con la máscara facial.
Uso de teléfono celular, como contestar llamadas, desbloquear celular (desbloqueo facial). En estos casos la máscara puede ser molesta por lo que se suelen quitar para brindar una visión total.
Eliminación de sudor bajo la máscara facial. Por lo que la máscara es quitada para la acción.
Consumo de comida y bebestibles, pues dada la cantidad de tiempo que se encuentran trabajando es normal que de vez en cuando beban agua o café o tengan que comer algo, como claramente es imposible hacerlo con la máscara, esta es quitada, pero se nota que podría hacerse esta acción solo subiendo a un nivel intermedio la máscara.
Descanso, pues en ocasiones los doctores hacen pausas para tomar un descanso y dormir una siesta, para lo que se quitan la máscara.

El método de observación permitió dar con variados hallazgos, los que ayudarán a diseñar un prototipo considerando estas situaciones.

HALLAZGO. El escudo facial es parte de la cotidianeidad de los doctores, llegando a formar parte de su cuerpo en las extensas jornadas de trabajo. Se debería portar en todo momento, incluso en horarios de descanso, para brindarles mayor seguridad, además de que no es el único elemento que deben usar, por lo que debe calzar con los demás utensilios de los doctores.

Basado en los principales hallazgos, el grupo comprende que el FaceShield 2.0 debe ser lo más cómodo posible, además de permitirle realizar a los médicos todos los procesos cotidianos y actividades de su trabajo, por lo que no debe ser molesto bajo ninguna circunstancia y además debe calzar con los demás utensilios que deben usar, por lo que debe encajar entre todos estos, para no limitar los usos de estos.

Definición de Atributos y Rasgos Formales

Los atributos se entienden como conceptos que van ligados con la experiencia del usuario, la usabilidad y la performance del producto. Por otro lado, los rasgos formales complementan a los atributos dando distintas características primarias que hablan de la forma, colores o materiales. A continuación, se presentan distintos atributos y sus respectivos rasgos formales

Atributo → Rasgo Formal

Intuitivo → Fácil manipulación
Sencillo → Simple, Fácil construcción, Único mecanismo
Portable → Liviano, Ergonómico a la cabeza
Personalizable → Ajustable a la cabeza
Adaptable → Mantener posición requerida
Seguro → Flexible, Resistente, Elástico
Visibilidad → Translúcido, Rango visual amplio.
Accesible → Bajo costo, Replicable
Reutilizable → Lavable, Desinfectable.

Definición de Idea a Nivel Conceptual

Se busca definir una idea a nivel conceptual para brindar un apoyo sobre que propósito y como debiese ser nuestro prototipo, inicialmente se define la idea de : "Sistema de barrera translúcida, que sea abatible y lavable con el propósito de minimizar los riesgos de contagio de virus suspendido en el ambiente, para uso de médicos que atienden a pacientes con Covid-19 en atención de UCI"

Idea inicial que muestra el enfoque que se le dará y las características que debiera tener, pero la frase se siente un poco enredada y las características no dan total claridad por lo que se cambia por:

"Barrera facial ligera, reutilizable y ajustable, que evita el ingreso del virus, que está en pacientes o suspendido en el aire, al cuerpo del personal de la salud que trabaja en la UCI"

Definición más sencilla que establece qué es, cuales debieran ser sus características principales y para qué servirá.

Primeros prototipos

Ahora que ya se tienen los objetivos claros y un mayor conocimiento sobre el usuario, su entorno, las diferentes problemáticas y cómo debiera aspirar a ser nuestro prototipo, se comienza a realizar una serie de ideas, considerando todo lo que al grupo se le ocurre, proceso conocido como Lluvia de ideas (en el archivo Lluvia de ideas puede ver las diferentes ideas de mecanismos y diseños).

Ya con diversas ideas en mano, se procede a seleccionar el prototipo que se usará, siendo este el que pasará por la futura impresión y posterior análisis. Se selecciona el modelo:

Se escoge principalmente por su mecanismo simple que permite subir y bajar el escudo con un simple movimiento, aunque se generan dudas respecto a si el mecanismo funcionará debido a la precisión de las piezas, además de que no estamos seguros de las fallas que puedan ocurrir al momento de probar el mecanismo. Además cuenta con detalles como una zona de agarre para que el usuario lo pueda subir y bajar y se espera que su armado sea bastante simple.

Primeras impresiones 3D

Finalmente se lleva a cabo la impresión 3D del primer prototipo, a continuación se presentan los pro y contras que se pudieron observar:

-Pros:

El mecanismo funciona de manera correcta, es decir, se puede subir y se mantiene allí, y luego puede bajarse.
Intuitivo de usar y manejar.
El armado es simple y solo una pieza requirió post-procesamiento.

-Contras:

El resorte tiende a inclinarse a un lado, lo que terminó comprometiendo hasta que se rompió.
El cintillo al tener sus patas acercándose entre ellas, al estirarlas generan un tope en la estructura, lo que compromete el sistema.
En la posición que cubre todo el rostro, se puede bajar un poco más, lo que podría generar molestias al usuario.

Por lo que por ahora se concluye que el mecanismo va por muy buen camino y requiere afinar detalles para que funcione de mejor forma y a largo plazo, para esto se proponen posibles soluciones como:

Cambiar la forma donde se ensambla el resorte (se recomienda realizar una forma circular).
Diseñar las patas en forma paralela.
Se ve la posibilidad de imprimir todo el mecanismo junto, para acelerar procesos.

El modelo (primer prototipo) obtenido fue:

Diseño final

Se realizan las posibles soluciones planteadas, por lo que las patas de la Faceshield son puestas en forma paralela, se adapta la forma del ensamble para un mejor encaje, pero no se logra encontrar una forma para imprimir el mecanismo junto, debido a que el ensamble no funcionaria al estar pagado al cintillo, pero se considera como un pequeño detalle pues el armado del producto es bastante sencillo. Además se agrega un tope para que la parte móvil no baje mas de lo necesario. Por lo que finalmente el modelo nuevo arregla casi todos los problemas anteriores y funciona de muy buena manera, por lo que se da por finalizado.

Ahora el modelo y sus indicaciones pueden encontrarse en GithHub, donde cualquier persona que lo desee pueda imprimirlo, ya sean los propios médicos u personas más especializadas en el ámbito maker puedan ocuparlo como fuente de inspiración para realizar mejores modelos, esperándose que su uso se expanda, permitiéndole que los médicos tengan la oportunidad de usarlo y ver en él un utensilio que facilite su trabajo y los ayude a cumplir su arduo labor en estos tiempos de pandemia.