El desarrollo de nuevos prototipos de mascarilla ha reunido a universidades, hospitales, centros de investigación y empresas textiles y tecnológicas para responder a las necesidades de protección, reutilización, comodidad y comunicación surgidas durante la pandemia de COVID-19.
Entre las propuestas destacan las mascarillas FFP2 reutilizables, los modelos con filtros HEPA H13, los dispositivos inteligentes capaces de analizar el aliento y las soluciones textiles diseñadas para reducir el impacto ambiental asociado al material desechable.
Prototipo FFP2 con carcasa flexible y filtrado HEPA H13
Un prototipo de mascarilla FFP2 compuesta por una carcasa de goma flexible, adaptable y con sistema de filtrado HEPA H13.
Este es el proyecto con el que el Parque Científico de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche (PCUMH) respondió a la llamada que lanzó la Generalitat Valenciana (GVA), a través de la Agencia Valenciana de la Innovación (AVI) y de la Conselleria de Innovación, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital, con la finalidad de impulsar la propuesta de soluciones innovadoras en la lucha contra el coronavirus.
El prototipo de mascarilla autofiltrante de protección respiratoria, seleccionado por la Generalitat Valenciana, ha sido desarrollado por los técnicos del Laboratorio de Prototipado del PCUMH, con la estrecha colaboración de diversos hospitales de la provincia como el Universitario del Vinalopó y el HLA Vistahermosa.
Respuesta a la emergencia sanitaria
Con motivo de la emergencia sanitaria de la COVID-19, el pasado mes de marzo la GVA lanzó una llamada para impulsar la propuesta de soluciones innovadoras en la lucha contra el coronavirus.
Fueron cerca de 300 las iniciativas que se presentaron de la mano de empresas, organismos científicos e investigadores de toda la Comunidad Valenciana.
El presidente de la GVA, Ximo Puig, la consellera de Innovación, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital, Carolina Pascual, y el ministro de Ciencia e Innovación, Pedro Duque, presentaron el miércoles, 13 de mayo, en un webinar los proyectos seleccionados.
Además, otros tres proyectos presentados por la UMH también fueron seleccionados por la Generalitat Valenciana.
| Elemento | Descripción |
|---|---|
| Tipo de protección | Mascarilla FFP2 autofiltrante de protección respiratoria |
| Carcasa | Goma flexible y adaptable |
| Sistema de filtrado | HEPA H13 |
| Desarrollo | Laboratorio de Prototipado del PCUMH |
| Colaboración sanitaria | Hospital Universitario del Vinalopó y HLA Vistahermosa |
| Iniciativas presentadas | Cerca de 300 |
Mascarillas reutilizables para profesionales sanitarios
Profesionales del Hospital de Sant Joan d'Alacant junto a un grupo de investigadores de la Fundación para el Fomento de la Investigación Sanitaria y Biomédica de la Comunidad Valenciana (Fisabio) de la Universidad Miguel Hernández de Elche participan en un proyecto europeo cuyo objetivo es desarrollar una nueva generación de mascarillas reutilizables, más sostenibles y adaptadas a las necesidades de los profesionales sanitarios.
Se trata del proyecto europeo "Easy2reUse" para desarrollar mascarillas innovadoras que mejoren la comunicación con los pacientes, facilitando la interacción en el entorno sanitario.
Estos especialistas participan activamente en el diseño para asegurar la funcionalidad, usabilidad y adaptabilidad de estos dispositivos de protección.
El prototipo está diseñado para ofrecer una capacidad de filtración equivalente al de las mascarillas FFP2, y busca además mejorar aspectos claves como la comodidad, la durabilidad así como mejorar la interacción con los usuarios del sistema de salud.
La comodidad, la durabilidad y la mejora de la comunicación con los pacientes son clave en la iniciativa.
Un proyecto europeo ante futuras emergencias
El proyecto reúne a 11 entidades de seis países europeos, y cuenta con un presupuesto superior a los cuatro millones de euros.
Su objetivo final es reforzar la capacidad de respuesta ante futuras emergencias sanitarias y estar preparados, frente a lo que ocurrió en la pandemia de covid, cuando al principio faltó material de protección.
Otro objetivo es avanzar hacia sistemas de protección más sostenibles y reducir la dependencia exterior y el impacto ambiental asociado al uso de material desechable.
Participación del grupo Atenea
El equipo de investigación de Fisabio dirigido por el profesor José Mira, denominado grupo Atenea, trabaja junto a profesionales del Hospital Universitario Sant Joan d’Alacant y el Hospital Universitario Ramón y Cajal (Madrid) para incorporar su experiencia en el desarrollo de estas mascarillas.
Uno de los principales retos es reducir las barreras en la comunicación con los pacientes, especialmente en entornos donde la interacción es clave para la atención sanitaria.
En este sentido, se están explorando soluciones que mejoren la visibilidad facial y faciliten la comunicación, sin comprometer la seguridad.
Ajuste facial, gafas y audífonos
El personal sanitario ha señalado la necesidad de que la mascarilla garantice un ajuste facial óptimo y que avise de su renovación.
“El objetivo es lograr un diseño que no solo garantice la seguridad técnica, sino que mejore la experiencia del profesional. Además, el personal sanitario ha señalado la necesidad de que la mascarilla garantice un ajuste facial óptimo, sea plenamente compatible con el uso de gafas o audífonos y que incluya sistemas que avisen de su renovación”, explica el investigador de Fisabio y catedrático de la Universidad Miguel Hernández, el profesor José Mira.
Mascarillas inteligentes para analizar el aliento
Los dispositivos portátiles personalizados que controlan la salud de las personas están experimentando un crecimiento exponencial en los últimos años.
La mascarilla llamada EBCare puede analizar las sustancias químicas presentes en el aliento en tiempo real.
Por ejemplo, en el caso del asma, puede evaluar los niveles de nitrito, una sustancia química que indica inflamación de las vías respiratorias.
“El control del aliento de un paciente es algo que se hace de forma rutinaria, por ejemplo, para evaluar el asma y otras afecciones respiratorias. Sin embargo, esto ha requerido que el paciente visite una clínica para la recolección de muestras, seguida de un período de espera para los resultados de laboratorio”, explica Wei Gao, investigador principal del estudio publicado en Science.
“Podemos aprovechar el mayor uso de mascarillas desde el Covid-19 para el control personalizado a distancia y obtener información en tiempo real sobre nuestra propia salud en nuestro hogar u oficina.
Cómo funciona el sistema de condensación
Para analizar de forma selectiva las sustancias químicas o las moléculas presentes en el aliento de una persona, primero es necesario enfriarlo y condensarlo en un líquido.
En el ámbito clínico, este paso de enfriamiento se realiza por separado del análisis.
Las muestras de aliento húmedo se enfrían en cubos de hielo o en refrigeradores voluminosos.
En cambio, este nuevo prototipo de mascarilla se enfría sola.
«La mascarilla representa un nuevo paradigma para el tratamiento de enfermedades respiratorias y metabólicas y para la medicina de precisión, ya que podemos obtener fácilmente muestras de aliento y analizar las moléculas químicas del aliento en tiempo real a través de las mascarillas de uso diario«, afirma el autor principal del estudio y estudiante de posgrado en Caltech, Wenzheng Heng.
Una vez que el aliento se ha convertido en líquido, una serie de capilares, pertenecientes a una clase de dispositivos conocidos como microfluídica bioinspirada, transportan inmediatamente el líquido a sensores para su análisis.
«Aprendimos de las plantas cómo transportar el agua. Las plantas utilizan fuerzas capilares para extraer agua del suelo«, indica.
Los resultados del análisis se transmiten de forma inalámbrica a un teléfono personal, una tableta o un ordenador.
Aplicaciones médicas investigadas
«La mascarilla inteligente se puede fabricar a un coste relativamente bajo.
Para probar las mascarillas, el equipo realizó una serie de estudios en humanos, centrados principalmente en pacientes con asma o EPOC.
Monitorearon específicamente el aliento de los pacientes en busca de nitrito, un biomarcador de inflamación en ambas afecciones.
En otro estudio, el equipo demostró que las máscaras detectaban con precisión los niveles de alcohol en sangre en sujetos humanos.
También analizaron cómo las máscaras podrían utilizarse potencialmente para evaluar los niveles de urea en sangre en el control y el tratamiento de la enfermedad renal.
A medida que la función renal disminuye, los subproductos del metabolismo de las proteínas, como la urea, se acumulan en la sangre.
Al mismo tiempo, la urea aumenta en la saliva, que se descompone en gas amoniaco, y esto conduce a niveles más altos de amonio en el condensado del aliento.
Prototipos con sensores, desinfección y conectividad
La tecnología aplicada a las mascarillas puede incorporar sensores, sistemas de desinfección, comunicación inalámbrica y filtros intercambiables.
El punto en común es que todas las mascarillas que creen, deben ajustarse a la normativa internacional.
Veamos algunos ejemplos de cómo la aplicación de la tecnología puede crear elementos de bioseguridad más eficaces:
Mascarilla N95 con desinfección ultravioleta
Se trata de una mascarilla de categoría N95, capaz de filtrar el 95% de partículas en suspensión.
Cuenta además con dos filtros -situados a ambos lados de la mascarilla- que cumplen una doble función.
En primer lugar, filtran el aire exterior evitando el contagio y, además, impiden que puedan salir partículas del usuario, reduciendo el riesgo de la propagación del virus en caso de que el usuario fuera portador.
Sin embargo, lo realmente novedoso de esta mascarilla se encuentra en que no existe la necesidad de lavarla, ya que está dotada de un sistema de desinfección basado en luces ultravioletas que eliminan cualquier resto de virus.
Por si esto fuera poco, Xiaomi también ha creado una serie de accesorios intercambiables.
Por último, cabe destacar que está fabricada con materiales suaves que no provocan marcas, ni heridas, y que son totalmente transparentes.
Detección de material genético
Esta mascarilla cuenta con unos sensores inteligentes que conocen el código del virus y que, al estornudar, por ejemplo, pueden detectar el ADN del virus codificado y alertar de su presencia.
El inconveniente de estos dispositivos es la necesidad constante de “renovación” en caso de aparición de mutaciones del coronavirus.
Tejidos para batas y guantes
A la espera de determinar los resultados de este nuevo proyecto, los investigadores también se plantean utilizar este tejido para la fabricación de batas o guantes.
Tejido antimicrobiano MOxATech
Su creación ha sido posible gracias a la unión de esfuerzos por parte de los sectores textil y tecnológico.
Para la fabricación de esta mascarilla se ha utilizado un tejido antimicrobiano que repele y elimina los virus y bacterias.
La principal característica de MOxATech es su gran eficacia a largo plazo.
Ya pueden conseguirse en España a través de la página oficial de la marca portuguesa MO o en los supermercados Eroski.
Bluetooth, sensores y aplicación móvil
La mascarilla inteligente estará dotada de un sistema de bluetooth, sensores y algoritmos con los que, a través de la instalación previa de una app en el dispositivo móvil del usuario, se podrá acceder a datos tales como: la calidad del aire, la frecuencia cardíaca o la existencia de algún foco activo de coronavirus.
También contará con un sistema de desinfección basado en luz ultravioleta que permitirá eliminar cualquier rastro de virus en tan sólo unos minutos.
Pero esto no es todo.
Por si todo ello no fuera suficiente, esta mascarilla inteligente e inclusiva también será reutilizable, ya que contará con unos filtros antimicrobianos y bioactivos que, en caso de ser desechada al mar, no dañaría al medio ambiente.
Filtración antimicrobiana y reutilización
Desarrollada con una nueva tecnología antimicrobiana, permite reducir el riesgo de contaminación para el usuario, filtrando el 99,9% de los virus y bacterias presentes en el aire.
Su apariencia es muy similar a la de una mascarilla quirúrgica tradicional y puede adquirirse en farmacias.
Además de estar homologada y cumplir la normativa europea de dispositivos médicos EN 14683 Tipo IIR, es reutilizable y tiene una vida útil de unos 5 años aproximadamente.
Impresión 3D y autonomía energética
¿Cómo destruye entonces al Covid-19?
Cuenta con una batería de hasta 10 horas de autonomía y dispone de un coste de producción muy bajo, ya que ha sido diseñada para ser fabricada mediante el uso de la impresión 3D.
Modelos Leaf UV y Leaf Pro
Dentro de la línea “Leaf Mask” encontramos 3 modelos de mascarillas.
Los modelos Leaf UV y Leaf Pro están equipados con un filtro que utiliza luz ultravioleta para destruir los patógenos a nivel molecular.
Aunque este proceso se realiza automáticamente cada 30 segundos, el usuario también tiene la posibilidad de activar la desinfección pulsando un botón incorporado en la mascarilla.
El sistema inteligente de filtros se encuentra situado en la zona de la barbilla para permitir una buena visibilidad del rostro del usuario, cuestión esencial para personas con problemas auditivos.
Cabe recordar que el uso de las mascarillas con filtro exterior ha sido prohibido por considerarse como “insolidarias”, al proteger únicamente al usuario que las porta.
¿Aplicador de mascarillas inteligentes? Probamos UFO de Foreo | ELLE test
Demanda de mascarillas y necesidad de nuevos diseños
Antes de que se declarara oficialmente el inicio de la pandemia mundial por COVID-19, durante los días 17 y 23 de febrero, la demanda de mascarillas en España aumentó un 8.000%, causando que los almacenes del país (España) se quedarán sin stock en pocos días.
En las semanas posteriores, la cosa no mejoró: las peticiones de mascarillas siguieron aumentando, creciendo su demanda un 20.000% respecto a la misma semana del año 2019, según datos de la Federación de Distribuidores Farmacéuticos.
La escasez de material de protección impulsó el desarrollo de alternativas reutilizables, fabricadas localmente y adaptadas a distintos entornos de uso.
Prototipos textiles lavables y reutilizables
ANNECY, FRANCIA - Se sientan en silencio, siempre a dos metros de distancia como mínimo, en un amplio espacio dentro del Annecy Design Center (ADC) de Salomon, en los Alpes franceses.
Son diez y, además de ser especialistas en la producción de tejidos, juntos suman décadas de experiencia.
Son empleados del Soft Goods Prototype Center de Salomon y, generalmente, como creadores con un talento único, desarrollan prototipos de futuras prendas y gamas de productos de equipamiento de Salomon (calzado, chaquetas, forros de botas de esquí, mochilas y mucho más).
No obstante, hoy están fabricando mascarillas que se utilizarán para protegernos frente a la expansión de la COVID-19 en las próximas semanas.
Su objetivo es entregar 90 000 mascarillas entre abril y junio.
El gobierno francés tuvo que enfrentarse a la escasez de mascarillas en el país y, por ello, lanzó una petición al sector textil nacional.
Gracias a que contaba con las herramientas industriales necesarias, una empresa francesa llamada Chamatex propuso una solución: mascarillas textiles de varias capas que podían lavarse y reutilizarse.
Cuentan con la certificación de la DGA (Direction Général de l’Armement) y se destinarán, principalmente, a administraciones y trabajadores de todos los sectores de la comunidad profesional en un futuro próximo.
Colaboración entre Chamatex y Salomon
Debido a que recientemente la demanda de mascarillas ha crecido, Salomon recibió una llamada de Gilles Reguillon, el director ejecutivo de Chamatex, por la relación entre ambas empresas y porque Salomon tiene la capacidad de producir prototipos de toda clase.
A los cinco días de la solicitud inicial, el equipo de Salomon ya estaba en sus puestos de trabajo de la ADC fabricando mascarillas.
“Chamatex es una empresa francesa que lleva más de cinco años siendo socia de Salomon a nivel industrial”, comenta Guillaume Meyzenq, vicepresidente de Calzado en Salomon.
“Utilizamos la tecnología ‘MATRYX’ en un gran número de modelos de calzado prémium.
Comparten nuestra pasión por la innovación y tienen un talento único para crear tejidos de lo más innovadores”.
A pesar de su voluntad de ayudar, durante las últimas semanas el equipo del centro de prototipos de Salomon se ha visto obligado a quedarse en casa, como el resto de la población francesa, para cumplir con las restricciones de seguridad establecidas por el gobierno.
La pasada semana, sin embargo, Salomon recibió una llamada de Chamatex en la que solicitaba ayuda.
“Nos gusta decir que, en un día normal, por la mañana podemos hacer un prototipo de calzado que ayuda a Kilian Jornet a llegar a la cima del Everest y, por la tarde, un sujetador deportivo de nuestra gama de running”, dice Jean-Noel Thevenoud, quien gestiona el laboratorio de prototipos.
“Para nosotros este proyecto es diferente, pero el equipo está deseando ayudar desde que empezó la crisis.
Cuando nos llamaron la semana pasada, todo el mundo estaba preparado.
Pronto volveremos a fabricar equipamiento deportivo, pero ahora mismo estamos muy contentos de poder usar nuestras habilidades conjuntas para ayudar en esta situación”.
Producción, distribución y destinatarios
Nota del editor: en estos momentos, Salomon no puede vender las mascarillas que nuestro pequeño equipo está creando en el Annecy Design Center (ADC).
El lote de 90 000 mascarillas se está produciendo en Salomon y se entregará a nuestro socio, Chamatex, quien originalmente nos solicitó su producción.
Chamatex es responsable de la distribución de estas mascarillas.
En la actualidad, la prioridad de las mascarillas se ha otorgado a los municipios y los sectores donde los empleados están en puestos laborales de riesgo.
La intención es ayudar a prevenir el contagio de la COVID-19 cuando todas estas personas vuelvan al trabajo en las próximas semanas.
Características que orientan el diseño de un prototipo
- Filtración: el prototipo está diseñado para ofrecer una capacidad de filtración equivalente al de las mascarillas FFP2.
- Ajuste: el personal sanitario ha señalado la necesidad de que la mascarilla garantice un ajuste facial óptimo.
- Comodidad: la comodidad es uno de los aspectos clave para el uso prolongado.
- Durabilidad: los nuevos modelos buscan mejorar la duración y la reutilización.
- Comunicación: se están explorando soluciones que mejoren la visibilidad facial y faciliten la comunicación.
- Compatibilidad: el diseño debe ser plenamente compatible con el uso de gafas o audífonos.
- Renovación: algunos proyectos incorporan sistemas que avisan de su renovación.
- Sostenibilidad: se pretende reducir la dependencia exterior y el impacto ambiental asociado al uso de material desechable.
- Conectividad: algunos prototipos transmiten los resultados del análisis de forma inalámbrica a un teléfono personal, una tableta o un ordenador.
Sin duda, la sinergia entre ciencia, tecnología y salud nos ofrece unos resultados maravillosos, como lo son estas mascarillas inteligentes.
tags: #prototipo #de #mascarilla
Publicaciones populares:
- Cómo Alianza Solidaria mejora el acceso a agua potable con filtros
- Dónde se halla la depuradora de Albacete y su modo de operar
- Guía para ajustar una FFP2 y mejorar el sellado
- Cómo hacer una mascarilla de ganchillo: pasos y materiales
- Guía de mascarillas para barbas: características y aplicaciones