Una Nuova Mascherina Per Supereroi

Scienza e Tecnologia

La casuale amicizia su Facebook tra un fisico di Atlanta e un esperto di trasformazione digitale della ExxonMobil potrebbe contribuire a rendere disponibili grandi quantià di mascherine per uso medico, necessarie agli operatori sanitari per assistere i pazienti affetti da coronavirus.

Justin Sink, Digital Transformation and Innovation advisor alla ExxonMobil, il 19 marzo ha letto su Facebook un post della sua amica Susan Morris, una specialista di terapia intensiva pediatrica. Il post era stato scritto dalla dottoressa Joanna Newton, che manifestava la sua frustrazione per la carenza di dispositivi di protezione per gli operatori sanitari. Il giorno successivo la dottoressa Newton è tornata su Facebook per annunciare la sua collaborazione con un team dell’istituto di ricerca Georgia Tech per la realizzazione di visiere protettive stampabili in 3D e mascherine riutilizzabili.

Ma continuava a mancare un anello della catena: un produttore di materie plastiche in grado di realizzare questi dispositivi in serie.

Comprendendo immediatamente la portata della sfida, Justin ha subito contattato gli esperti del settore chimico della ExxonMobil. Questo team di ingegneri e responsabili di linee di prodotti si è avvalso della sua vasta rete di specialisti in scienza dei materiali e produttori di attrezzature per dare un contributo. Insieme, hanno coinvolto altri partner del settore per rispondere alla richiesta di dispositivi di protezione per gli operatori sanitari impegnati in prima linea nella lotta al coronavirus.

Il post della dottoressa Newton ha dato origine a un’ondata di contatti e di offerte di aiuto, culminando in una nuova collaborazione tra la ExxonMobil e una serie di altre aziende, università e Istituzioni per far fronte alla carenza di dispositivi di protezione individuale (DPI) senza perdere un attimo di tempo.

Nell’intervista che segue, Justin illustra nuovi dettagli di questa incredibile iniziativa spiegandone l’estrema importanza e descrive come, nel giro di pochi giorni, consentirà la produzione di migliaia di mascherine di protezione all’ora.

Energy Factor: Come hai capito di trovarti nella posizione di poter contribuire a risolvere tanto rapidamente un problema così diffuso?

Justin Sink: Ad essere sincero, si è svolto tutto più velocemente di quanto mi aspettassi. Circa una settimana fa, non c’era nulla. In breve tempo, siamo passati dal niente a un network di partner pronti a dare un contributo. Questa iniziativa è passata rapidamente dalla progettazione al prototipo per la produzione in serie.

Quando ho visto la richiesta di aiuto per la prima volta, sapevo che la nostra divisione di materie plastiche aveva i contatti di produzione giusti per poter contribuire a mandare avanti l’iniziativa. Abbiamo creato una relazione tra produttori e professionisti del settore medico che non avrebbero avuto modo di entrare in contatto da soli e abbiamo messo anche a disposizione la nostra esperienza nel campo della produzione e della supply chain. Sono grato ai nostri professionisti del settore chimico per come si sono dati da fare per rispondere alla richiesta di aiuto. I miei colleghi Bill Ramsey, Bob Ferguson e Mike Donoghue sono stati preziosi in questo processo di reclutamento e mobilitazione di un così gran numero di partner. Da qui le cose si sono poi evolute velocemente.

Abbiamo sentito molto parlare delle mascherine N95. Che cosa le rende così efficaci e difficili da reperire in questo momento?

Le mascherine sono realizzate in un materiale progettato dalla Exxon negli anni ’70. Al tatto e all’aspetto sembra un panno rigido, ma in realtà è un polimero soffiato a fusione che consente all’aria di entrare e uscire con facilità. Quello che la maggior parte delle persone non sa è che prima che il tessuto prenda la forma di una mascherina gli viene applicata una carica elettrostatica. Ed è questa carica a catturare virus o batteri.

Con il tempo, l’uso prolungato e la contaminazione, la carica diminuisce e, insieme ad essa, la capacità protettiva della mascherina. Pertanto, queste mascherine devono essere spesso sostituite dopo un solo utilizzo. E il problema è che viene prodotta una quantità limitata di questo tessuto in tutto il mondo.

Perché la produzione non può essere aumentata?

Con la mascherina N95, la tecnologia necessaria per produrre ogni unità è piuttosto complessa. È difficile creare una nuova filiera per la fornitura di mascherine N95 in una settimana, in genere sono necessari mesi. E il virus si diffonde in modo esponenziale.

Per fare chiarezza, noi produciamo le materie prime di questo tessuto presso il nostro impianto di produzione di Baytown, in Texas, che attualmente opera a pieno regime, ma la maggior parte della microfibra N95 viene prodotta in Asia, che ha bisogno di mascherine quanto noi. Quindi, la filiera è molto assottigliata, ovvero il materiale per le mascherine realizzato in Asia rimane in Asia.

Fortunatamente, la ExxonMobil ha esperienza nel campo della scienza dei materiali, nella produzione e nella supply chain, e stiamo lavorando per sfruttare queste competenze e i nostri contatti in queste aree per dare il massimo contributo. Ciò significa guardare a modelli e materiali similari e parlare con il mondo accademico e con produttori in grado di riallocare le loro risorse e riconvertire rapidamente l’uso dei loro macchinari.

Quali sono alcuni dei materiali ai quali tu e i partner state lavorando?

In termini di materiali per le mascherine, abbiamo due nuove fonti di approvvigionamento. Una è un’azienda che realizza il tessuto antipolvere per gli altoparlanti dei sistemi audio. Questo materiale, quando sottoposto a carica elettrostatica, raggiunge un livello di protezione simile a quello di una mascherina N95 e, se utilizzato correttamente, può proteggere un operatore sanitario per l’intero turno di lavoro. Un team della North Carolina State University, specializzata nei tessuti da polimeri, ha una linea di produzione attiva 10 ore al giorno e che stiamo provando a rendere operativa 24 ore su 24, 7 giorni su 7.

Naturalmente, può essere prodotta solo una certa quantità di materiale filtrante. Pertanto, dobbiamo utilizzare ogni centimetro di tessuto in modo efficace, il che significa ripensare al design stesso della mascherina.

Allora, invece della tradizionale mascherina N95 usa e getta, stiamo lavorando a una mascherina in gomma composita con piccole cartucce filtranti sostituibili. Questa mascherina ha un aspetto simile a quelle indossate dai pittori. Il tessuto del filtro nelle cartucce sarà sottoposto a carica elettrostatica e, al termine di un turno di lavoro, il medico o l’infermiere potrà semplicemente rimuovere la mascherina, pulirla e sostituire le cartucce, in modo da poter utilizzare nuovamente la stessa mascherina il giorno successivo.

Le cartucce filtranti sostituibili delle mascherine sono composte da materiale simile a quello di una mascherina N95?

Essenzialmente sì. Il vantaggio principale consiste nel fatto che utilizzeremo una quantità di materiale filtrante molto inferiore rispetto a quello necessario per una mascherina monouso, così da non sprecarne nulla.

Soprattutto, evitiamo di mettere gli operatori sanitari nella spiacevole posizione di dover lavare o sterilizzare a caldo una mascherina N95, processo che riduce l’efficacia delle mascherine che finora sono stati costretti a riutilizzare.

Quindi, come possiamo passare dal concept alla produzione rapida, considerando i vincoli attuali della supply chain?

Per prototipi e stampi è stata utilizzata la stampa 3D. Abbiamo collaborato con la comunità medica e con il team del Global Center for Medical Innovation di Atlanta per verificare che la mascherina sia conforme agli standard, dopodichè i nostri esperti di materie plastiche per uso medicale hanno iniziato a collaborare con produttori del settore privato e pubblico per creare uno stampo a iniezione.

Una volta realizzato lo stampo a forma di mascherina, sarà possibile produrne migliaia all’ora. Stiamo lavorando con la NASA, il Georgia Tech Research Institute, GE, Delta Airlines, la National Organization for Technology Exploration and Delivery, Boeing e lo U.S. Army Futures Command per decidere quali materiali possono essere scalabili.

In che modo la nuova mascherina verrà approvata, adottata e distribuita per utilizzo su larga scala?

Tutte le parti coinvolte, in base alle specifiche competenze, stanno mettendo in campo le proprie conoscenze per completare tutti i passaggi e proteggere chi si trova in prima linea per la sicurezza di tutti noi.

Quindi, ad esempio, noi alla ExxonMobil siamo esperti in scienza dei materiali e nelle filiere di approvvigionamento, ma non abbiamo contatti con la comunità medica. Il team del Global Center for Medical Innovation ne ha invece molti, e sono quindi loro a lavorare a stretto contatto con i medici per garantire che la mascherina sia conforme agli standard. Il team si sta anche coordinando con la Food & Drug Administration (FDA) per una rapida approvazione.

Tra quanto tempo prevedete che le visiere e le nuove mascherine saranno disponibili per medici e infermieri?

Le visiere protettive inizieranno a essere spedite questa settimana. L’Army Futures Command e la NASA hanno contribuito al processo di progettazione e prototipazione. Anche Boeing ha spostato la sua produzione sulle visiere. Una linea di produzione può generare 10.000 visiere all’ora.

Tuttavia, è fondamentale sottolineare che non stiamo sostituendo le forniture di altri produttori di mascherine: le stiamo integrando. In appena due settimane, abbiamo creato un metodo di produzione e una catena di approvvigionamento completamente diversi che non presentano i colli di bottiglia attualmente esistenti. È come la mobilitazione per l’impegno bellico negli anni ’40: tutti si stanno dando da fare per raggiungere un obiettivo comune.

Tags:   BaytownBill RamseyBob FergusonBoeingcoronavirusDelta Airlinesdispositivi di protezione individualedottoressa Joanna Newtondottoressa Susan MorrisDPIGEGeorgia TechGlobal Center for Medical InnovationJustin SinkmascherinaMike DonoghueN95NASANational Organization for Technology Exploration and DeliveryNorth Carolina State Universitystampa 3Dtecnologia dei polimeriU.S. Army Futures Command
Potrebbe piacerti anche

Scopri di più