La crisis del coronavirus reúne a empresas muy diversas para la fabricación de mascarillas de protección

Las mascarillas de protección respiratoria fabricadas según las normas para la clase de protección FFP3 serán sometidas a una inspección acelerada de las mascarillas de protección contra la pandemia del virus corona (CPA) para Alemania. (Fuente de la imagen: Weber Ultrasonics AG)

Para poder comenzar rápidamente con la producción de las mascarillas FFP3, otras empresas suministraron el equipo necesario para el proceso de embutido de las diferentes fibras no tejidas. (Fuente de la imagen: Weber Ultrasonics AG)

La máscara respiratoria después del embutido profundo y la soldadura de los bordes con ultrasonido. (Fuente de la imagen: Weber Ultrasonics AG)

Al pensar en mascarillas de protección respiratoria y quirúrgicas, que actualmente se producen principalmente en Asia, seguramente no se piensa primero en ultrasonidos. Sin embargo, el soldado por ultrasonidos desempeña un papel importante en la fabricación de estos productos. Como proveedor de tecnología experimentado para equipos de fabricación de mascarillas, Weber Ultrasonics AG ahora fabrica mascarillas y protectores bucales en Alemania. Esto fue posible gracias al apoyo rápido y enérgico de otras empresas, así como al gran compromiso de sus propios empleados.

Los esfuerzos por contener el Covid-19 ponen de manifiesto un problema de la globalización: la dependencia de países donde se produce de manera más económica en lo que respecta a equipos de protección personal (EPP). Además de la ropa protectora y los guantes, desde la propagación mundial del coronavirus SARS-CoV-2, las mascarillas de protección respiratoria y quirúrgicas (protector bucal y nasal o MNS) escasean en Alemania y otros países europeos. "Desde la pandemia de SARS en 2002/2003, fabricamos equipos para la producción de diferentes mascarillas de protección hechas de tejidos no tejidos, que se basan en plásticos termoplásticos", informa Christian Unser, Director de Ventas de Weber Ultrasonics AG. Se refiere a componentes como generadores, amplificadores, convertidores y sonotrodes, así como a instalaciones completas para soldar, laminar, cortar y grabar con ultrasonidos. Sin embargo, nunca fue un tema la producción propia de mascarillas en la empresa de componentes y equipos con sede en Karlsbad, en Baden, hasta principios de marzo de 2020.

Entrada en la producción de mascarillas de protección FFP

El desencadenante fue la solicitud de un cliente del sector de maquinaria, que debido a las restricciones de exportación que se impusieron prácticamente en todos los países para estos productos, ya no podía obtener domos filtrantes para sus mascarillas de protección con ventilación, de nivel FFP2. "Junto con el cliente, desarrollamos en muy poco tiempo un concepto de instalación para la fabricación de los elementos filtrantes tridimensionales", relata Christian Unser. El cliente entonces encargó tres máquinas de inmediato. Paralelamente, Weber Ultrasonics convirtió ese concepto en una máquina estándar para la fabricación de mascarillas de protección completas. Uno de los desafíos fue el primer proceso: el moldeo por thermoforming de las mascarillas. Esto se realiza en un proceso llamado conformado en caliente, que requiere una herramienta adecuada, así como elementos calefactores especiales y dispositivos de control correspondientes. Para poder fabricar rápidamente prototipos, Unser contactó a un competidor del mercado que también trabaja en este segmento, quien proporcionó espontáneamente un elemento calefactor y un dispositivo de control. Otro fue adquirido por el jefe de diseño de Weber Ultrasonics en su empleador anterior. La herramienta necesaria fue fabricada por un modelista vecino y socio de larga data de la empresa, prácticamente en una noche. "Es realmente genial cómo diferentes empresas se apoyaron y colaboraron de forma espontánea", comenta el director de ventas.

60 mascarillas por hora con una máquina

La producción de mascarillas de protección respiratoria se realiza con esta máquina estándar en un proceso de varias etapas. En primer lugar, se conforma un tejido no tejido de fibra de aguja poroso como estabilizador, una capa de tejido fundido por soplado como filtro de partículas y una capa de spunbond (spinnvlies). Luego, se unen los bordes de la mascarilla mediante un proceso de soldadura por ultrasonidos. Para ello, un convertidor de ultrasonidos transforma la señal eléctrica generada por el generador en vibración mecánica. Esta se transfiere a la superficie a unir a través de un amplificador y una herramienta de soldadura, la sonotrode. La fricción generada durante este proceso funde específicamente los tejidos en los bordes, creando una unión duradera sin deformarse. Al mismo tiempo, la tecnología de unión confiable, eficiente en energía y productiva garantiza una superficie suave y amigable para la piel. Después de la estampación mecánica de la máscara, se colocan los bordes para su sujeción.

La capacidad de producción de la compacta máquina estándar, con una herramienta de un solo uso, es de aproximadamente 60 mascarillas de protección respiratoria por hora. Para las mascarillas fabricadas según las normativas actuales, se busca la clase de protección FFP3 y se realiza una prueba acelerada de mascarillas de protección respiratoria (CPA) para la pandemia de coronavirus en Alemania.

Puesta en marcha virtual con un gemelo digital para mascarillas quirúrgicas

Weber Ultrasonics también registra una demanda claramente mayor de equipos de producción para mascarillas quirúrgicas. Las soluciones de la empresa en este sector permiten actualmente la fabricación de 200 mascarillas por minuto. "Estamos construyendo con gran urgencia una planta de pruebas en nuestras instalaciones, en la que se emplea un nuevo método desarrollado para el soldado por ultrasonidos continuo. Esto nos permitirá aumentar la capacidad de producción a 400, quizás incluso 600 mascarillas por minuto", explica Christian Unser. En esta máquina, los pasos de plegado del tejido, la integración del clip nasal, las soldaduras longitudinales y transversales, la unión de una banda de sujeción elástica y el separación de unidades están integrados.

Una razón para la rápida implementación de esta planta en la fábrica de Karlsbad son, entre otras, las restricciones de viaje actuales. "Ahora tenemos que poner en marcha virtualmente las instalaciones en nuestros clientes, y para ello es importante que podamos ofrecer el mismo rendimiento aquí", dice Christian Unser. "Además, esto tiene el efecto positivo adicional de que podemos impulsar desarrollos posteriores directamente en la máquina, realizar pruebas para clientes y, sobre todo, fabricar mascarillas quirúrgicas en grandes cantidades nosotros mismos".