Pachuca de Soto, Hidalgo. – Los doctores Javier Castro Rosas, Edgar Arturo Chávez Urbiola, José Manuel Saucedo Solorio, Esmeralda Rangel Vargas y la ingeniera Ana María López Grimaldo, todos del Instituto de Ciencias Básicas e Ingeniería (ICBI) de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo (UAEH), desarrollaron dos prototipos funcionales de mascarilla facial para personal médico y cubrebocas desechables dirigidos al público en general que utilizan un compuesto basado en zeolita y jamaica para combatir la propagación del virus SARS-Cov-2.
Desde el mes de febrero antes de que se presentarán los primeros casos de COVID-19 en México, el equipo de investigadores de la UAEH inició los trabajos para crear una alternativa para la protección del personal médico que atiende la pandemia y a la población ante la escasez de insumos médicos; sin embargo, se debían implementar materiales disponibles en el país y que tuvieran la capacidad de retener el paso de bacterias y virus, sobre todo las partículas de saliva que sirven como vehículo para el nuevo coronavirus.
’Hemos diseñado diferentes prototipos en impresoras 3D, lo que buscamos es tener un modelo final que se pueda producir a gran escala, sin embargo lo novedoso de la propuesta es el filtro a base de un material filtrante que no se ha utilizado en mascarillas’, declaró en entrevista Javier Castro Rojas, quien tiene aproximadamente 20 años en el estudio de las propiedades antimicrobianas de la jamaica para el desarrollo de desinfectantes, pues sus investigaciones le brindaron a la UAEH siete patentes ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI) en 2019.
El compuesto del filtro que se utiliza para las mascarillas dirigidas al personal de la salud, mezcla las propiedades de retención absorbente de la zeolita con la capacidad antimicrobiana de la jamaica, lo que permite incrementar la capacidad de retención de partículas. Anteriormente, los estudios individuales de los investigadores arrojaron resultados positivos con algunos virus como el de la hepatitis B, no obstante, es necesario realizar una fase de prueba para comprobar su eficacia en la contención del SARS-Cov-2.
’Únicamente la zeolita puede retener el 96 por ciento de las partículas, al incorporar la jamaica encontramos una retención del 98 por ciento, lo cual nos muestra que sí podría tener mayor protección para los médicos’, puntualizó el químico de la UAEH.
Para el doctor en materiales, Edgar Arturo Chávez Urbiola, encargado del diseño e investigación de las capacidades de los materiales implementados en los prototipos, la tarea más complicada en un inicio fue el desarrollo idóneo de la geometría de las mascarillas que permitieran su uso prolongado en el personal médico, así como los materiales que se implementarían para la protección de los usuarios.
’Esta zeolita natural pulverizada como arena, pero con ciertas características particulares mezclada con los compuestos de jamaica, tiene dos frentes de ataque: uno es el físico, que impide el paso de partículas, y el otro es el químico, al tener el bactericida desarrollado en el laboratorio’ enfatizó el investigador Conacyt.
En un principio se realizaron prototipos con materiales rígidos y pesados que impedían su uso prolongado, tras ello se cambió a materiales como el Poliuretano Termoplástico (TPU), que suele ser flexible, y el Ácido Poliláctico (PLA) que es biodegradable. El modelo final consta de dos partes, unas de ellas es la mascarilla que tiene una rosca donde se coloca la segunda parte del prototipo, un filtro cilíndrico intercambiable compuesto por dos capas de papel filtrante y una capa intermedia con zeolita y jamaica.
’La idea es que sea cómodo y relativamente ligero para utilizarlo todo el día, ahorita el problema es que la comunicación es complicada, por ello estamos pensando a futuro la incorporación de un micrófono’, anunció Arturo Chávez Urbiola.
En el caso de los cubrebocas para la población en general, el equipo de investigación realizó una serie de estudios sobre distintos materiales que lograrán retener partículas pero que al mismo tiempo aceptarán el agente microbiano, su prototipo mantiene una eficacia del 93 por ciento, un incremento superior a los modelos de tela que se comercializan actualmente entre la población.
’Desarrollamos un equipo para medir la capacidad de retención de cada uno de los materiales y llegamos a un papel de celulosa con algunos aditivos que funcionó adecuadamente. Estos cubrebocas son tricapa, llevan dos capas de pellón y una de material filtrante’, puntualizó Chavez Urbiola, quien informó que hasta el momento se realizaron dos mil prototipos para la evaluación de costos.
El desarrollo de las mascarillas y filtros se apega a la norma nacional mexicana interpuesta por la Secretaría del Trabajo y Previsión Social (STPS) y en su similar empleada en Estados Unidos de América.
El proyecto fue sometido a la convocatoria 2020-1 Apoyo para Proyectos de Investigación Científica, Desarrollo Tecnológico e Innovación en Salud ante la contingencia por COVID-19, del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), por lo que se esperan los resultados del segundo corte para continuar con las siguientes etapas que contemplan la parte piloto y la producción, las cuales requieren una inversión por arriba del medio millón de pesos para la adquisición de los moldes definitivos.
De acuerdo con el doctor Edgar Chávez, el monto de recursos puede sonar alto, sin embargo, la producción a gran escala podría permitir que el prototipo para los médicos sea comercializado en un monto máximo de 100 pesos y cada filtro cueste entre ocho y tres pesos. ’Esos costos son preliminares y dependerán de la producción a gran escala, nuestra labor es la parte técnica y científica’, señaló Chávez Urbiola.
El investigador del Área Académica de Ciencias de la Tierra y Materiales del ICBI destacó que los prototipos cuentan con un nivel seis para los cubrebocas desechables y el nivel cinco para las mascarillas para el personal médico, de acuerdo con Technology Readiness Levels (TRL), un concepto que surgió en la NASA (National Aeronautics and Space Administration) y que fue aceptado para medir las etapas de maduración tecnológica de un proyecto para que este llegue al mercado.