Talento

Engenheiros de Cambridge reconhecidos com prêmios por serviços para pandemia
Duas equipes de engenheiros de Cambridge foram reconhecidas pela Royal Academy of Engineering por seu trabalho durante a pandemia COVID-19 com o Prêmio Especial do Presidente por Serviço de Pandemia.
Por Sarah Collins - 17/08/2020


A equipe OVSI - Crédito: Jude Palmer / Royal Academy of Engineering

Os engenheiros, do Institute of Manufacturing e do Whittle Laboratory, estão entre os 19 vencedores anunciados hoje por realizações excepcionais de engenharia no combate ao COVID-19 no Reino Unido. Além disso, dois ex-alunos de Cambridge, Dr Ravi Solanki e Raymond Siems, foram reconhecidos por seu trabalho com a instituição de caridade HEROES. Em menos de dois dias, sua equipe transformou uma ideia em uma plataforma com impacto genuíno: um site seguro por meio do qual mais de 543.000 itens de apoio tão necessário foram fornecidos aos trabalhadores do NHS, de EPIs sustentáveis ​​a serviços de aconselhamento e cuidados infantis.

Os prêmios foram concedidos a equipes, organizações, indivíduos, colaborações e projetos em todas as especialidades técnicas, disciplinas e estágios de carreira dentro da comunidade de engenharia do Reino Unido que contribuíram para enfrentar os desafios da pandemia COVID-19.

Iniciativa do Sistema Ventilador Aberto

A equipe por trás da Open Ventilator System Initiative foi reconhecida pelo desenvolvimento de um ventilador de alto desempenho para fabricação em países de baixa e média renda, que se tornou o primeiro ventilador de qualidade para terapia intensiva fabricado na África.

Em março de 2020, enquanto as taxas de infecção de Covid-19 aumentavam dramaticamente na Europa, o número de infecções em muitos países de baixa e média renda permanecia baixo. No entanto, previa-se que no verão essas taxas começariam a aumentar. Isso foi especialmente preocupante devido ao baixo número de ventiladores disponíveis no mundo em desenvolvimento.

Em resposta a esses temores, uma equipe da Universidade de Cambridge e várias empresas do agrupamento de Cambridge projetaram um ventilador para terapia intensiva de alto desempenho para fabricação em países de baixa e média renda. O objetivo era desenvolver um ventilador com um preço 10 vezes menor do que o que estava disponível atualmente, que pudesse ser fabricado com componentes já disponíveis e que pudesse ser fabricado no país. O resultado foi o primeiro ventilador de grau clínico a ser fabricado na África.

Uma equipe de engenharia liderada pelo Dr. Tashiv Ramsander da Cambridge Aerothermal Ltd foi rapidamente montada no Whittle Laboratory, e composta por pessoas de vários departamentos da Universidade de Cambridge e uma série de empresas locais, incluindo Cambridge Aerothermal, Beko R&D, Cambridge Instrumentation e Interneuron.

Juntos, essa equipe multidisciplinar foi capaz de resolver problemas como o projeto de uma válvula de alívio de pressão, inspirada nos bicos misturadores do motor da aeronave Rolls-Royce Trent 1000. O projeto removeu as instabilidades de fluxo, resultando em uma operação mais estável do que qualquer válvula disponível comercialmente.

O projeto conduzido clinicamente foi desenvolvido com a ajuda de dois médicos de terapia intensiva sênior com experiência no tratamento de COVID-19. Eles argumentaram que um projeto para países em desenvolvimento precisava ser mais versátil do que as especificações do governo do Reino Unido e o projeto final pode operar em modos de ventilação não invasivos, mandatórios ou acionados pelo paciente.

Por mais de oito anos, o Laboratório Whittle vem desenvolvendo um rápido processo de desenvolvimento de tecnologia para os setores aeroespacial e de geração de energia. Durante a pandemia, este processo foi alterado para desenvolver um ventilador de grau clínico dentro de uma semana, permitindo uma resposta rápida às mudanças de design impulsionadas pela pandemia, redução de custos e demanda clínica.

O projeto final do Ventilador Aberto pode ser fabricado principalmente com peças padrão, em qualquer lugar do mundo onde seja necessário.

“O resultado é um projeto que salvará inúmeras vidas no mundo em desenvolvimento, onde os ventiladores são escassos e muitos dos que existem não podem atingir a qualidade de desempenho que o Open Ventilator oferece”, disse o professor Richard Prager, chefe do Departamento de Engenharia. “É uma solução escalonável. O design de código aberto de alto desempenho permitirá que empresas em todo o mundo façam sistemas onde forem necessários e a um preço compatível com os sistemas de saúde locais. ”


O alcance e o impacto do COVID-19 nos países em desenvolvimento ainda não são conhecidos, mas este novo design - o primeiro ventilador de qualidade para terapia intensiva a ser fabricado na África - pode provar ser um trocador de jogo quando se trata de uma série de condições, incluindo pneumonia, bem como COVID-19. A pneumonia infantil matou 162.000 crianças somente na Nigéria em 2018.

Existem muito poucos ventiladores na África, devido ao seu alto custo, incapacidade de operar em ambientes hostis e falta de experiência em manutenção local. A equipe percebeu que esses problemas poderiam ser resolvidos fabricando o equipamento na África. A equipe de engenharia de Cambridge montou uma equipe de manufatura mais ampla que inclui Defy e Denel Land Systems na África do Sul, Beko R&D e Prodrive no Reino Unido e Arçelik na Turquia. Essa equipe entregou os primeiros 20 ventiladores de pré-produção na África do Sul em junho.

“O resultado é um projeto que salvará inúmeras vidas no mundo em desenvolvimento, onde os ventiladores são escassos e muitos dos que existem não podem atingir a qualidade de desempenho que o Open Ventilator oferece”, disse o professor Richard Prager, chefe do Departamento de Engenharia. “É uma solução escalonável. O design de código aberto de alto desempenho permitirá que empresas em todo o mundo façam sistemas onde forem necessários e a um preço compatível com os sistemas de saúde locais. ”

Instituto de Manufatura

A equipe do IfM ajudou os hospitais locais a fazer o melhor uso de seus recursos, agilizando a logística para obtenção e armazenamento de EPIs vitais, informando a tomada de decisão sobre a demanda de emergência e desenvolvendo um sistema de compartilhamento de ventilador para ser usado em emergências. 

Enquanto os hospitais se esforçavam para fazer as mudanças operacionais necessárias para acomodar os pacientes do COVID-19, uma equipe de funcionários e alunos do Institute for Manufacturing (IfM) da Universidade de Cambridge estava lá para ajudar. Trabalhando com médicos e gerentes de saúde sênior para avaliar os desafios operacionais imediatos e emergentes enfrentados pelos hospitais locais, eles identificaram onde eles poderiam ser resolvidos por meio da aplicação de recursos de engenharia e coordenaram a implementação de soluções.

A equipe do IfM realizou três grupos de tarefas entre março e maio nas áreas de logística hospitalar, entrega de equipamentos de proteção individual (EPIs) e desenvolvimento de equipamentos para unidades de terapia intensiva (UTI).

Na área de logística hospitalar, a equipe aplicou abordagens de engenharia industrial aos desafios relacionados ao COVID, incluindo modelagem de fluxos de pacientes no hospital, redesenho de procedimentos de teste COVID-19 e gerenciamento de suprimentos de oxigênio para as enfermarias.

Compreender o fluxo de oxigênio no hospital local envolveu examinar tubos e seu layout e, em seguida, analisar o uso por tipo de ventilador e necessidade do paciente, bem como modelar oferta e demanda. O trabalho aprofundado da equipe IfM permitiu que as equipes clínicas e imobiliárias do hospital identificassem e abordassem diversos gargalos e melhorassem a eficiência operacional.

A equipe também analisou o projeto, configuração e gerenciamento de um centro de logística temporário para coordenar a entrega de milhões de itens de PPE doados e avaliou a capacidade de produção dos fabricantes locais para aumentar a flexibilidade dos suprimentos de PPE para hospitais locais.

Em conjunto com os anestesistas do Royal Papworth Hospital, eles também desenvolveram um sistema de compartilhamento de ventiladores ativos, caso não houvesse ventiladores suficientes disponíveis durante o surto de COVID-19. Isso envolveu o design acelerado, prototipagem e testes no hospital de um sistema de compartilhamento de ventilador ativo em apenas quatro semanas.

Duncan McFarlane, Professor de Engenharia de Informação Industrial no IfM, liderou a equipe enquanto eles se envolviam com equipes clínicas e de gerenciamento sênior em hospitais locais para entender suas necessidades e implementar maneiras eficazes e colaborativas de trabalho. Isso envolveu a participação nas reuniões regulares de planejamento de operações do hospital e a execução de análises diárias de projetos com o pessoal-chave do hospital durante o pico de pico de COVID-19, bem como trabalhar diretamente com médicos em áreas como processos de teste COVID-19, fornecimento de oxigênio da enfermaria e design de equipamentos .

“A equipe deu suporte fundamental com eficiência e habilidade quando era mais necessário, sem confusão e impacto máximo: a engenharia no seu melhor”, disse o professor Prager. “A equipe encontrou uma maneira de trabalhar com os médicos sem tomar muito tempo clínico. Eles encontraram os problemas que precisavam ser resolvidos e continuaram a resolvê-los. Eles intensificaram quando foram necessários e fizeram uma diferença real. Por isso, devemos ter orgulho deles. ”


A equipe do IfM ajudou os hospitais locais a fazer o melhor uso de seus recursos e a simplificar a logística para a obtenção e armazenamento de EPIs vitais e outras questões, permitindo que os profissionais de saúde que já estavam sentindo a pressão lidassem com os desafios operacionais urgentes.

Além disso, o IfM forneceu abordagens analíticas para informar a tomada de decisão no Cambridge University Hospital (CUH) sobre a demanda de emergência. O Trust também está usando as descobertas da equipe para prever mudanças na demanda por camas, equipamentos e funcionários quando as medidas de distanciamento social forem relaxadas ou modificadas ainda mais. O hospital disse que os engenheiros trouxeram diversidade de perspectivas e um painel CUH-IfM conjunto foi iniciado para que os hospitais e o IfM possam continuar trabalhando juntos para benefício mútuo após a pandemia.

“A equipe deu suporte fundamental com eficiência e habilidade quando era mais necessário, sem confusão e impacto máximo: a engenharia no seu melhor”, disse o professor Prager. “A equipe encontrou uma maneira de trabalhar com os médicos sem tomar muito tempo clínico. Eles encontraram os problemas que precisavam ser resolvidos e continuaram a resolvê-los. Eles intensificaram quando foram necessários e fizeram uma diferença real. Por isso, devemos ter orgulho deles. ”

O Professor Tim Minshall, Dr. John C Taylor Professor de Inovação e Chefe do Instituto de Manufatura, disse: “Fico muito orgulhoso de ver a maneira como nossos alunos e funcionários - acadêmico, de pesquisa e administrativo - foram capazes de compreender rapidamente e ajudar a enfrentar os desafios operacionais enfrentados pelas incríveis equipes em Addenbrooke's e Royal Papworth durante esta crise.

“Também estamos muito satisfeitos com o entusiasmo do CUH e do IfM em construir sobre esta experiência e desenvolver uma colaboração contínua na aplicação de recursos de engenharia industrial às necessidades do sistema de saúde.”

 

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