Con robótica y producción automatizada contra la pandemia de coronavirus

BoKa Automatisierung ha desarrollado una célula robótica con un robot Fanuc para hacer las pruebas de coronavirus más rápidas y seguras en un procedimiento de autoservicio. (Fanuc)

Robotec Solutions está construyendo actualmente varias instalaciones robotizadas para empresas globales en el sector de la salud y el diagnóstico. (Robotec Solutions PlasticMate)

El Hospital Universitario de Aalborg apuesta por soluciones automatizadas para que los robots alivien al personal en la gestión de muestras de sangre. (Kuka) / El Hospital Universitario de Aalborg alivia al personal de laboratorio de la carga de manejar muestras de sangre mediante soluciones automatizadas. (Kuka)

Teamtechnik pone en marcha una instalación de montaje y prueba compleja para un producto de diagnóstico de coronavirus. (Teamtechnik)

PIA Automation ofrece líneas de ensamblaje totalmente automáticas para la producción a alta velocidad de mascarillas faciales. (PIA) / PIA Automation provides fully automatic assembly lines for high-speed production of face masks. (PIA)

Con enfoques innovadores, especialistas en robótica y automatización apoyan la lucha contra la pandemia de COVID-19. Así, los robots ayudan en la realización de pruebas de coronavirus y su análisis en laboratorios, automatizan la producción de equipos médicos o de protección. Y en líneas de montaje automatizadas se producen diariamente cientos de miles de mascarillas de protección bucal, tan necesarias. Una mirada a la práctica.

Si bien algunas producciones se detuvieron o están detenidas durante la pandemia de COVID-19, también hay empresas que necesitan aumentar urgentemente su capacidad de producción —por ejemplo, porque fabrican materiales para pruebas de coronavirus o equipos de protección como mascarillas. Aquí, los procesos de producción automatizados y las tecnologías de automatización ayudan a alcanzar cifras de unidades que serían imposibles con producción manual —sobre todo, debido a las reglas de distanciamiento y restricciones de contacto vigentes.

Y también en la realización de pruebas de coronavirus o en los trabajos posteriores en laboratorios, las soluciones automatizadas pueden aliviar y proteger a las personas, ya que la tecnología, y no el ser humano, está en contacto directo con posibles infectados por COVID-19. Los especialistas en automatización han ideado varias soluciones, lo cual alegra mucho a Patrick Schwarzkopf, director general de la asociación técnica VDMA de Robótica + Automatización: «La disposición a ayudar y la creatividad de las empresas nos han impresionado».

Drive-through robotizado para pruebas masivas de COVID-19

Una de estas ideas, que muestra cómo, además del «distanciamiento social», también puede contribuir un «enfoque industrial» para contener el virus, proviene de Dorfprozelten en Baviera. Allí, BoKa Automatización ha desarrollado una celda robotizada para hacer más rápida y segura la realización automatizada de pruebas de COVID-19 en un sistema de autoservicio (drive-through). En lugar de personal médico, se utilizan un sistema de video y un robot Fanuc para guiar las pruebas y recoger las muestras.

El conductor se identifica mediante una tableta a través de la ventana lateral de su vehículo, y un robot Fanuc LR-Mate le entrega un tubo de prueba. Una guía en video indica cómo tomar la muestra. «Para garantizar que cada prueba sea útil, la toma de la muestra puede ser supervisada por una persona con formación médica mediante transmisión por cámara», explica Severin Bobon, copropietario de BoKa Automatización. Finalmente, el robot recoge el tubo de prueba usado —y lo almacena hasta su transporte al laboratorio.

La asignación de las pruebas se realiza mediante códigos de barras en los tubos. Cada persona debe escanear su documento de identidad al principio, para que el robot pueda asignar los datos a la prueba correspondiente. Dado que el sistema está diseñado para atender a dos personas simultáneamente, se podrían recoger alrededor de 500 muestras al día y en cada instalación, de forma contactless y automatizada —y en funcionamiento las 24 horas. En comparación, las estaciones de prueba en autoservicio, atendidas por personal médico, suelen realizar solo unas 200 pruebas diarias de COVID-19 (debido también a las limitaciones de horario).

Robots automatizan la producción de equipos de prueba

Además de estas pruebas de toma de muestras, los análisis de sangre para detectar anticuerpos juegan un papel importante en la lucha contra la pandemia. Pero, ¿de dónde proviene el material para las muchas pruebas de COVID-19? Entre otras cosas, de plantas de Robotec Solutions. Los especialistas en robótica suizos están construyendo actualmente varias líneas robotizadas para empresas globales en el sector de la salud y diagnóstico.

En una de estas plantas, los robots descargan en una sala limpia las piezas moldeadas necesarias para las pruebas de sangre. Estas piezas se producen, entre otros, mediante moldeo por inyección en la empresa Flex Precision Plastics. Tras la descarga exitosa, se inspeccionan mediante pruebas de alta tensión, sistemas de visión y tecnología de sensores avanzada para verificar su calidad. Las piezas buenas se marcan con láser y se colocan en una cinta transportadora o se empacan directamente.

Porque la demanda de estos productos desechables, que deben cambiarse después de cada prueba, ha aumentado mucho debido a la pandemia de COVID-19. Debido a la gran necesidad de automatización de los fabricantes, Robotec ha implementado cinco de estas plantas en muy poco tiempo, trabajando bajo alta presión y con estrictas medidas higiénicas: «Nuestro equipo cumple estrictamente con las regulaciones de las autoridades sanitarias suizas —nuestros robots no tienen que hacerlo», dice el CEO Nick Koch.

Robots automatizan la clasificación y revisión monótona de las pruebas de COVID-19

El manejo de muchas muestras y pruebas de sangre para su análisis es muy laborioso. Esto se puede ver en el hospital universitario de Aalborg, Dinamarca, que ya antes de la pandemia de COVID-19 utilizaba una solución de automatización basada en robots para aliviar al personal del laboratorio. Antes de la crisis, allí se recibían hasta 3.000 muestras de sangre diarias, que deben ser revisadas y clasificadas —una tarea monótona y que requiere mucho tiempo, pero también requiere especial cuidado. Para dar más espacio al personal del hospital, especialmente en la situación actual, ahora dos robots Kuka de la serie KR Agilus, uno del tipo KR 3 y otro del KR 10, asumen estas tareas de forma automatizada.

En el laboratorio, una empleada coloca las cajas de transporte inteligentes en la cinta de alimentación del sistema robotizado. El primer robot abre la caja, recoge las muestras de sangre y las coloca para su clasificación. Luego, el segundo robot Kuka clasifica los tubos de vidrio según el color de sus tapas. Las muestras preclasificadas se descargan de la planta, para que el personal del laboratorio pueda realizar los análisis de sangre. En promedio, la planta tarda 1,5 minutos en procesar cada caja, y puede manejar hasta cuarenta cajas por hora. Técnicamente, esta solución puede usarse para clasificar cualquier tipo de prueba —incluidas las de COVID-19— siempre que el material de prueba, ya sean muestras de sangre o bastoncillos, esté en los tubos de vidrio y estos lleguen en las cajas inteligentes a la planta robotizada.

Reacondicionamiento robotizado: impresión 3D de pantallas de protección facial

Además, los robots Kuka participan en una serie de otros proyectos actuales «antivirus»: por ejemplo, en el norte de Italia, en la empresa Caracol-AM, donde imprimen en 3D en todos los cinco minutos un soporte para pantallas de protección facial. Se producen más de 1.000 unidades diarias. Los soportes impresos por los robots Kuka se complementan con una lámina de plexiglás que previene infecciones por gotas. Parte de la producción la dona la empresa italiana Caracol-AM a hospitales y organizaciones locales.

«Durante la emergencia por COVID-19, queremos contribuir con nuestros procesos de impresión 3D. Gracias a nuestra experiencia en este campo, pudimos reaccionar rápidamente y adaptar nuestra producción», dice Francesco De Stefano, CEO de Caracol-AM. El ejemplo muestra también lo rápido que pueden adaptarse los robots modernos a nuevas tareas.

Automatización en laboratorios — para aliviar al personal

En el hospital Bulovka de Praga, República Checa, un robot ligero LBR iiwa de Kuka ayuda al personal hospitalario en las pruebas de muestras de COVID-19. La «célula de pruebas COVID» fue desarrollada y puesta en marcha por el Instituto Checo de Informática, Robótica y Cibernética (CIIRC). La capacidad del sistema robotizado es de 700 pruebas diarias, y puede funcionar también durante la noche si es necesario.

En otros lugares, los especialistas en robótica también trabajan en soluciones para aliviar al personal de laboratorio. Por ejemplo, en el grupo Hahn, el equipo de Rethink Robotics, filial de Hahn, está probando una solución de cobot para automatizar tareas en laboratorios, usando el cobot Sawyer. Con la ayuda del cobot, los empleados de laboratorio se liberan de tareas repetitivas y peligrosas. Además, con la ayuda de Sawyer, se puede mantener mejor la distancia social en espacios de trabajo reducidos. Las primeras instalaciones de esta tecnología de cobots en laboratorios están previstas para el verano de 2020.

Otras empresas del grupo Hahn también quieren ayudar a realizar más pruebas de COVID-19, y mediante producción automatizada, aumentar la fabricación de material consumible como puntas de pipeta. En cuatro semanas, las empresas hermanas Hahn Robotics y Waldorf Technik diseñaron y pusieron en marcha una automatización robotizada que recoge estas puntas de una máquina de moldeo por inyección de plástico.

Diagnóstico de COVID-19: líneas de montaje para tecnología médica en auge

En el sector de tecnología médica, también crece la tendencia de realizar análisis diagnósticos directamente en el lugar, por ejemplo, en consultorios médicos, en lugar de enviar las muestras a laboratorios centrales, lo cual lleva mucho tiempo. Para que estos dispositivos de prueba puedan fabricarse en grandes cantidades en líneas automáticas, empresas como Teamtechnik construyen esas plantas. La compañía acaba de producir una primera línea automática de montaje y prueba para un producto de diagnóstico de COVID-19.

Y en Freiberg, en la región del Neckar, las líneas de producción automáticas están en plena actividad: «La demanda de capacidad para estas líneas de montaje y prueba de productos diagnósticos es enorme y urgente. Recibimos solicitudes tanto nacionales como internacionales», informa Frank Hack, director general de Medtech en Teamtechnik. La empresa de maquinaria Contexo, de la región de Remstal, también respondió rápidamente a la creciente demanda de líneas de montaje para dispositivos médicos, aumentando su capacidad. En el pasado, Contexo diseñó junto con el especialista en diagnóstico Curetis un minilaboratorio automatizado y construyó una línea de montaje para descentralizar pruebas de agentes causantes de neumonía.

Producción masiva totalmente automatizada de mascarillas faciales

Otro aspecto importante en la contención de la pandemia, además de las pruebas y diagnósticos, es la rápida y masiva producción de equipos de protección como mascarillas. La empresa PIA Automation ofrece líneas de montaje totalmente automáticas para la fabricación de mascarillas de alta velocidad. Desde la rápida propagación del virus, en Amberg, se han recibido más de 100 solicitudes de todo el mundo.

Muchas empresas nacionales también siguen la llamada a establecer una producción nacional de equipos de protección personal. Entre ellas, Zettl Automotive, que en asociación con PIA está desarrollando la producción de mascarillas. Junto con Sandler AG, que fabrica el material no tejido para las mascarillas desechables, PIA y Zettl fundaron la «Alianza de Mascarillas de Baviera». La alianza planea producir en pocas semanas una cantidad de mascarillas de seis cifras diarias. Cada línea de producción automática de PIA puede suministrar hasta 140.000 mascarillas (dependiendo del tipo y material) por día, mucho más que lo producido manualmente actualmente.

Bosch & Co: aún más líneas de producción automatizadas para mascarillas

Y no solo en Baviera funcionan las líneas automatizadas de producción de mascarillas: también el Instituto Fraunhofer para Tecnología de Producción IPT, de Aachen, junto con IBF Automation de Freudenberg, está montando una planta de producción para mascarillas para Moss, de Lennestadt, en Sauerland. Los socios del proyecto quieren construir una planta capaz de producir 50.000 mascarillas diarias. Luego, planean instalar otras tres plantas en Alemania para ampliar la producción a 200.000 mascarillas diarias.

En Bosch también han comenzado a fabricar mascarillas faciales y nasales. Trece fábricas de Bosch en nueve países producen mascarillas por iniciativa propia para su uso local. Además, Bosch está montando en la actualidad dos líneas de producción completamente automáticas en la planta de Stuttgart-Feuerbach, y otras en Ebringen (Odenwald), así como en India y México. «Nuestro departamento de maquinaria especial diseñó en pocas semanas una planta adecuada», dice Volkmar Denner, director general de Bosch. Bosch también ha puesto a disposición de otras empresas los planos de diseño de forma gratuita. En total, se pueden producir más de 500.000 mascarillas por día.