Imagen del equipo de investigación del proyecto en el que participa la UJI.Nuevos filtros para mascarillas, dispositivos para facilitar la respiración de enfermos y un programa para la detección del virus en aguas residuales, ejes de los proyectos desarrollados por la Universitat Jaume I y empresas castellonenses como Facsa o Graphenglass.
CASTELLÓ. El impacto sanitario del Covid-19 generó entre marzo y abril un terrible tsunami en el sistema de salud, presionando al límite sus costuras técnicas y humanas, que sólo poco a poco van recuperando algo parecido a su funcionamiento ordinario. En paralelo, miles de investigadores públicos y privados de todo el planeta dieron un volantazo a su actividad, reorientando su trabajo en busca de soluciones útiles capaces de hacer frente al gran desafío planteado por la escasez de materiales -respiradores, mascarillas, etc.-
A la llamada de la Agencia Valenciana de Innovación, la respuesta llegó en forma de más de 250 propuestas, de las que 41 cuentan con respaldo económico de la Conselleria de Innovación, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital de la Generalitat Valenciana, tras su selección por un comité evaluador externo. Y entre ellas, un puñado de los trabajos se desarrolla desde la provincia de Castellón, como se explicó el pasado miércoles 13 en un encuentro virtual de presentación de ‘Proyectos de Innovación para la Emergencia contra el Covid-19’, organizado por Distrito Digital Comunitat Valenciana, en el que participaron el president Ximo Puig, la consellera Carolina Pascual y el ministro de Ciencia e Innovación, Pedro Duque, quienes destacaron el alto nivel de las propuestas recibidas.
En el ámbito de la investigación en elementos de protección de la población, se presentó un proyecto de desarrollo unos filtros viricidas (‘matadores de virus’) para las mascarillas, filtros con capacidad de biodegradarse en el medio ambiente. Su objetivo es doble: por un lado, solventar la dificultad de acceso a ciertos materiales de filtración. Por otro, mejorar la calidad profiláctica de las mascarillas, para que protejan contra el virus tanto impidiendo la entrada del virus, como acabando con él a través de un agente viricida (‘matador de virus’). Dirigido por José María Lagarón, investigador del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), este proyecto cuenta asimismo con la participación de la Universitat Jaume I -a través de su Grupo de Polímeros y Materiales Avanzados, en cuya creación participó el propio Lagarón-, el instituto de investigación textil Aitex y Bioinicia SL, spin off del CSIC asentada en Valencia, encargada de la producción de los filtros.
La uji PARTICIPA en un proyecto de desarrollo de nuevos filtros biodegradables para mascarillas con capacidad de matar al virus
Según explica el máximo responsable del proyecto, desde IATA se ha desarrollado una capa de nanofibras que protegen frente a la penetración del virus, al cual “se inactiva con el agente viricida, para evitar que se quede ahí retenido”. Y es que los filtros que se usan en las mascarillas convencionales (tanto quirúrgicas como de EPIs), según Lagarón, “tienen una porosidad grande, comparada con la que ofrecen las nanofibras, que son 10.000 veces más pequeñas que el grosor de un cabello; los filtros actuales no están diseñados para parar a un microorganismo tan pequeño como este virus, y además a las dos o tres horas se va perdiendo el efecto electrostático y con el tiempo de uso puede ir traspasando las diferentes capas de filtro y penetrar hacia el interior”.
Las ventajas de los filtros creados en este proyecto son tres: por un lado, su menor porosidad, punto clave porque “las nanofibras son del mismo tamaño que el virus, hacen un colchón y el virus queda atrapado ahí”. La segunda ventaja alude a un aspecto clave: la disposición de materias primas para su elaboración, que se ha convertido en un gran obstáculo para los fabricantes de mascarillas por una suma de factores (aumento de demanda a los fabricantes chinos y turcos, cierre de fronteras y subsiguiente corte del suministro). Lagarón subraya que Bioinicia SL es autosuficiente para la fabricación de filtros con polímeros: “esto es algo totalmente novedoso que nos hace independientes de la cadena de suministro”. Es una empresa única en el mundo, con una sala blanca GMP e ISO 13485 y una capacidad de producción actual de 10 toneladas -suficiente para 1,5 millones de mascarillas a la semana- que será pronto muy superior -”entre 25 y 30 toneladas” gracias a un crédito del Instituto Valenciano de Finanzas. De hecho, ya está fabricando los primeros filtros de protección tipo FFP2 y FFP3, aún sin el componente viricida, que se prevé incorporar a la fabricación hacia finales de mayo.
La tercera ventaja del proyecto se incorporará en las próximas semanas: es la biodegradabilidad de los materiales y el papel de la UJI es el análisis de los mismos para certificar dicha característica, clave para que el uso masivo de mascarillas por parte de la población no se convierta en un problema medioambiental a la hora de la eliminación de sus residuos. Desde la Jaume I, el investigador Lluís Cabedo hace hincapié en la experiencia del grupo en el estudio de la biodegradación de materiales plásticos. En este caso “son productos en los que es difícil identificar cuál será el final de su vida, por lo que son exteriores, no domésticos y con mucha variabilidad: pueden acabar en cualquier parte”. Es por ello que se van a estudiar todas las opciones, desde su depósito en contenedor de residuos, a su evolución depositados en el suelo e incluso en el mar. Cabedo señala que es importante “ver qué pasa, porque no hay normas al respecto, sino un sistema muy dispar y con mucha incertidumbre”. Así, se ensayará incluso la biodegradación en en mar, con la colaboración del Instituto de Investigación en Medio Ambiente y Ciencia Marina de la Universidad Católica de Valencia (UCV): “ellos cuentan con una instalación en Calpe y utilizan a buzos para meter el material en unas cajas controladas y estudiar ahí su evolución”. El investigador precisa finalmente que se estudia la biodegradabilidad de los filtros, no del material de la mascarilla.
Lagarón estima que tras los ensayos por parte de la UJI, que comenzarán en breve, “el material irá al cliente final para certificar las mascarillas”, un proceso que puede llevar entre dos y tres meses. Los clientes están tanto en España como en el extranjero, y la lista incluye las empresas encargadas de la producción de mascarillas de gobiernos como los de Alemania, Francia o Luxemburgo, además de contar con peticiones desde Australia a Taiwan, China o EEUU.
Por su parte, la aportación de la empresa castellonense Graphenglass se remite al ámbito de los respiradores, o más concretamente, a paliar los problema de su escasez. Lo hace con el desarrollo de un nuevo tipo de dispositivo CPAP que no necesita instrumentación electrónica para su funcionamiento, lo que facilita su aplicación tanto en el hospital como en residencias o en los traslados de pacientes. Bautizado con el nombre de CPAP Gg19, el dispositivo suministra un flujo constante de aire y oxígeno en la boca y la nariz del enfermo. Al hacerlo con presión, los pulmones permanecen abiertos y se reduce el esfuerzo de la persona para respirar [los CPAP son de uso habitual, por ejemplo, en los casos más severos de apnea del sueño].
Ya en el mes de marzo, la compañía desarrolló e inició la fabricación de otro dispositivo, destinado a duplicar la capacidad de los respiradores de la UCI. Con la propuesta que presentó el pasado miércoles en el encuentro virtual de la Generalitat, Graphenglass reafirma su apuesta por la innovación en la lucha contra el coronavirus, ofreciendo un resultado con un coste 100 veces inferior al de un respirador del tipo usado en una UCI -superior a los 50.000 €- según explica Javier Heredia, CTO de la empresa castellonense. Y es que el aspecto económico puede resultar decisivo “para aligerar la demanda de respiradores y ayudar a salvar vidas al garantizar que las UCIs se usen solo para los enfermos más graves, o por permitir que en determinadas zonas de Sudamérica y África, en concreto en aquellas zonas rurales o sin asistencia sanitaria, tengan acceso al mismo tratamiento que podrían recibir con medios mucho más costosos y de los que no disponen”, argumenta Heredia.
Los equipos de respiración asistida son esenciales para hacer frente a las dificultades respiratorias. Tanto en Italia como en China ya se usan los CPAP en el tratamiento del virus. Según explican desde Graphenglass, en Lombardía, la región italiana más afectada, aproximadamente el 50% de los enfermos tratados con CPAP no precisaron ventilación mecánica, mucho más invasiva y utilizada en las UCIs, al ser necesaria la sedación del paciente.
el dispositivo de graphenglass aligera la demanda de respiradores y garantiza que las UCIs se usen solo para los enfermos más graves
Elaborado de una pieza a través de impresión 3D y conectado a una mascarilla, el nuevo dispositivo sólo precisa el suministro de oxígeno para funcionar, gracias a la aplicación de principios de dinámica de fluidos para obtener una óptima mezcla de oxígeno y aire. Así, “se combinan la aplicación del efecto Venturi, manteniendo una presión positiva en el circuito respiratorio gracias a la aportación de caudal de aire, y el efecto de retención que genera el CPAP Gg19 basándose en los principios dinámicos que Nikola Tesla plasmó en su válvula unidireccional patentada en 1920”, hace ahora un siglo. El proceso, en el que se ha contado con la participación de ingenieros de otros países como Polonia, Canadá o EEUU, entre otros, “ha supuesto la elaboración de decenas de dispositivos hasta obtener el definitivo, que con 22 litros de oxígeno da 60 de aire, unos parámetros ideales”, señala Heredia.
El dispositivo se encuentra en fase de ensayos clínicos, para lo que la empresa castellonense cuenta con la colaboración del doctor Vicente Modesto y especialistas del Servicio de Anestesia y Reanimación del Hospital Universitario y Politécnico La Fe, “en busca de una solución sencilla de aplicar, efectiva y de rápida industrialización, que cubriese las necesidades de tratamiento para pacientes covid-19, liberando la necesidad de empleo de respiradores necesarios en las UCI”. Asimismo, se tramita la validación del CPAP Gg19 por la Agencia Española de Medicamentos y Productos Sanitarios. “En condiciones normales, desarrollar una máquina de estas características llevaría años -constata Vicente Montesinos, CEO de Graphenglass- pero la urgencia para combatir la actual crisis sanitaria ha hecho que se desarrolle en semanas”. Tras adaptar parte de su proceso productivo, será posible producir hasta 1.000 unidades al día, y las primeras unidades ya tienen destino en varios países de Centroamérica como Ecuador o México, cuyos ministerios de Sanidad ya se han interesado por el suministro urgente del producto. En España y el resto de Europa, el proceso para la estandarización del dispositivo supondrá varios meses de espera hasta su comercialización.
Finalmente, el proyecto de Facsa se centra en el ámbito de la logística y la optimización de recursos. Bajo el nombre ‘Covid Water’, se desarrolla una plataforma digital que integra información de hallazgo de coronavirus en aguas residuales de determinados municipios de la Comunidad Valenciana junto a información poblacional y de epidemiología de dichas localidades, con el objetivo de tener un sistema de alerta temprana ante posibles reinfecciones del virus. El investigador principal del proyecto, José Guillermo Berlanga, director de I+D+i de Facsa y del Grupo Gimeno, explicó en la presentación virtual que la iniciativa cuenta con la colaboración de otra empresa del grupo, IoTsens, así como del CSIC, entre otras entidades y centros de investigación.
Además, Facsa también participa en otra de las propuestas seleccionadas en la convocatoria de la Generalitat, liderada en este caso por el Centro de Investigación Operativa de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche. A partir de la experiencia de Singapur y Corea del Sur en la realización masiva de test, los investigadores han desarrollado un sistema de Inteligencia Artificial para la planificación de la distribución óptima de las pruebas, “llegando a reducir en un 40% el volumen de contagios”, según fuentes de la UMH. Junto a la firma castellonense, también participan en el proyecto la Universitat Politècnica de Valencia y el IATA-CSIC.
