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Los innovadores en Japón están desarrollando nuevas tecnologías para contrarrestar el coronavirus

Care222® tiene la capacidad de matar el 99% de los virus a 2,5 m de distancia en solo 6,3 minutos, lo que lo hace ideal para la esterilización continua de espacios públicos
Care222® tiene la capacidad de matar el 99% de los virus a 2,5 m de distancia en solo 6,3 minutos, lo que lo hace ideal para la esterilización continua de espacios públicos   -   Derechos de autor  Ushio Inc
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A medida que continúa la pandemia mundial del coronavirus, el mundo está buscando nuevas medidas que minimicen el riesgo de infección al mismo tiempo que permitan que las instituciones esenciales como los hospitales, el gobierno y las escuelas sigan funcionando. En cualquier plan de salud pública para espacios públicos, dos cuestiones que deben abordarse son las medidas contra los virus en el aire y los virus en superficies que están en contacto con muchas personas. Las medidas tradicionales de desinfección han implicado el uso de limpiadores a base de cloro o alcohol que se rocían o se aplican a mano. Sin embargo, este enfoque no solo requiere de un arduo trabajo y tiene una eficacia limitada, sino que también expone al personal de limpieza a un mayor riesgo de infección. Se necesitan soluciones a medida que nos enfrentamos a esta "nueva normalidad" y varios innovadores han dado un paso al frente con ideas nuevas.

Echando cuentas para vencer al virus

El primer paso en cualquier tipo de investigación es la creación de modelos, y los ordenadores han sido una herramienta invaluable en este proceso. Sin embargo, el simular con precisión el movimiento de miles de gotas en el aire ha superado la capacidad de la mayoría de los ordenadores disponibles. Para responder a la necesidad de una mayor potencia computacional, el Instituto de Investigación Física y Química de Japón (Japan’s Institute of Physical and Chemical Research), o RIKEN, en colaboración con Fujitsu, ha desarrollado el superordenador Fugaku, actualmente el más poderoso del mundo. Por suerte, entró en funcionamiento en 2020, justo a tiempo para ser utilizado en la lucha contra la creciente crisis del COVID-19.

© RIKEN
Se está poniendo a trabajar el superordenador Fugaku, desarrollado conjuntamente por RIKEN y Fujitsu, para mostrar cómo puede propagarse el coronavirus.© RIKEN

Algunas de las primeras cuestiones a las que el Fugaku tuvo que responder fueron la propagación del coronavirus por el aire. Por sí mismo, el virus no parece transportarse por el aire, sino que viaja dentro de gotitas de líquido en el aire, como las que se liberan cuando una persona infectada tose o estornuda. El Fugaku logró ejecutar simulaciones detalladas de cómo las partículas de líquido pueden moverse por el aire, lo que permitió a los investigadores evaluar los niveles de riesgo no solo al toser, sino también al hablar o cantar. Las simulaciones también proporcionaron evidencia convincente de que las máscaras tienen un efecto significativo al reducir la exposición, especialmente cuando las utilizan personas infectadas. Estos hallazgos fueron de gran ayuda para las autoridades de salud pública al proporcionar pautas de seguridad claras, efectivas y respaldadas por evidencia.

Proporcionada por: RIKEN, Toyohashi Univ. Tech. En colaboración con: Kyoto Inst. Tech., Osaka Univ.
Las simulaciones producidas por Fugaku han demostrado cómo se puede propagar el virus y cuán efectivas pueden ser las máscaras.Proporcionada por: RIKEN, Toyohashi Univ. Tech. En colaboración con: Kyoto Inst. Tech., Osaka Univ.

Otra área de aplicación del Fugaku ha sido en la simulación de la interacción entre las proteínas del coronavirus y una amplia gama de medicamentos. En solo 10 días, el Fugaku pudo probar más de 2000 medicamentos, identificando docenas que se mostraban prometedoras como posibles tratamientos terapéuticos. Ningún otro ordenador o sistema de prueba desarrollado hasta ahora ha podido producir tantos resultados con tanta rapidez, y el Fugaku tiene el potencial no solo de producir tratamientos efectivos para las personas infectadas de COVID-19, sino también para una amplia gama de otras enfermedades.

Uso de luz ultravioleta filtrada con precisión para eliminar el COVID-19 en superficies

Existe una expresión común en inglés que dice que "la luz del sol es el mejor desinfectante", pero esto ha resultado ser mucho más que una figura retórica. La luz ultravioleta, la misma longitud de onda de la luz solar que causa el bronceado o las quemaduras de sol, se ha utilizado durante mucho tiempo para esterilizar equipos médicos y otras herramientas sin la necesidad de tratamientos químicos que pueden ser potencialmente dañinos o producir patógenos resistentes a los químicos. Funciona porque la alta energía de la luz ultravioleta puede romper los enlaces químicos de las moléculas dentro de los microorganismos, impidiendo que funcionen o se reproduzcan. Sin embargo, estos altos niveles de energía también pueden dañar las células de nuestro cuerpo, por lo que los sistemas de desinfección UV tradicionales deben emplear recipientes cerrados para proteger nuestra piel y ojos, lo que los hace poco prácticos para áreas grandes e imposibles de emplear en habitaciones ocupadas.

Reconociendo la urgente necesidad de tecnologías de esterilización seguras y eficaces que se puedan utilizar en espacios ocupados, Ushio, Inc. de Japón desarrolló su módulo de lámpara Care222®. La tecnología utiliza una combinación de una lámpara de excímeros que emite luz ultravioleta concentrada alrededor de la longitud de onda de 222 nanómetros y un filtro único que bloquea la emisión de fotones por encima de 230 nm potencialmente dañinos.

© Ushio Inc
La lámpara Care222® i Series de Ushio se puede emplear de forma segura para contener el coronavirus en habitaciones ocupadas.© Ushio Inc

La serie Care222® i de Ushio tiene la capacidad de desinfectar espacios de hasta 2,5 metros de distancia en un 99% en solo 6,3 minutos. Esto permite instalarlo en techos donde se puede utilizar para desinfectar continuamente espacios públicos donde muchas personas tienen contacto físico con superficies, como entradas, pasillos, salas de reuniones o baños, así como objetos que se tocan con frecuencia como pasamanos y pomos. Con esta tecnología, las empresas y las instalaciones públicas pueden contribuir continuamente a la protección de sus empleados y visitantes.

© Ushio Inc
Care222® tiene la capacidad de matar el 99% de los virus a 2,5 m de distancia en solo 6,3 minutos, lo que lo hace ideal para la esterilización continua de espacios públicos© Ushio Inc

Adaptando el ozono para combatir el COVID-19 en el aire

El oxígeno es quizás el elemento más vital para la vida humana, pero también puede ser un arma poderosa contra el coronavirus. El oxígeno que respiramos es en realidad oxígeno molecular, que está formado por dos átomos de oxígeno estrechamente unidos entre sí. Cuando están solos, los átomos de oxígeno solitarios reaccionan u oxidan casi cualquier cosa, lo que los hace extremadamente efectivos para matar bacterias. El ozono es una forma de oxígeno especial pero fácil de producir, compuesta por tres átomos unidos entre sí. Debido a que la molécula es inestable, se descompone rápidamente en una molécula de dos oxígenos y un solo átomo de oxígeno que mata microorganismos. El ozono liberado al aire vuelve a convertirse en oxígeno molecular ordinario en poco tiempo, sin dejar residuos dañinos, lo que lo convierte en un desinfectante mucho más ecológico que la lejía u otros productos de limpieza a base de cloro. Además, los microorganismos no pueden desarrollar resistencia al oxígeno como pueden hacerlo a los antibióticos. Con base en este conocimiento, el profesor Takayuki Murata de la Fujita Medical University en la prefectura de Aichi, no lejos de Nagoya, comenzó a investigar si el ozono podía usarse de manera segura como medida preventiva contra el coronavirus.

© FUJITA HEALTH UNIVERSITY
La efectividad de la desinfección con ozono de baja concentración se prueba contra grupos de control sin ozono.© FUJITA HEALTH UNIVERSITY

El ozono se había probado como desinfectante en el pasado y se había demostrado que era eficaz contra los virus como el que causa el COVID-19. Desafortunadamente, el ozono puede ser dañino si se inhala en una concentración lo suficientemente alta, y las pruebas anteriores solo se habían realizado a niveles que serían peligrosos para las personas. Estas pruebas habían demostrado que el ozono era eficaz para desinfectar rápidamente espacios cerrados, pero resultaba poco práctico para desinfectar espacios utilizados por muchas personas a lo largo del día o que no podían cerrarse fácilmente.

El equipo del profesor Murata investigó si el ozono podía ser eficaz contra el coronavirus en concentraciones lo suficientemente bajas como para ser seguro para las personas. El límite máximo de ozono se fijó en 0,1 partes por millón (ppm), por lo que comenzaron sus investigaciones con concentraciones de solo 0,1 ppm. Lo que descubrieron fue que el mantener una concentración baja continua podía matar alrededor del 95% de los virus infecciosos en 10 horas. Además, a concentraciones de solo 0,05ppm, un nivel que es completamente seguro para las personas, se pudo lograr la misma reducción en los niveles del virus en 20 horas. Esto significa que se pudo usar concentraciones muy bajas de ozono para desinfectar continuamente áreas de alto tráfico. Los hallazgos del profesor Murata ya han llevado a varios hospitales a instalar generadores de ozono en sus áreas de espera y habitaciones de pacientes, y están comenzando a ser adoptados para su uso en taxis y transporte público.

Creando una nueva normalidad mejor

Ahora que se ha desarrollado la vacuna, las esperanzas de que nos encontremos cerca del fin de la pandemia aumentan. Pero aún queda camino por recorrer y millones de personas vulnerables que necesitan protección. Incluso después de que haya pasado el COVID-19, innovaciones como estas ayudarán a mantener nuestros lugares de trabajo y espacios públicos más protegidos de patógenos nuevos y existentes, de modo que la próxima posible pandemia sea más fácil de controlar y prevenir.