Análisis y solución al problema de contaminación por dispersión del sars-cov-2 en el aire exhalado de pacientes con covid-19. Diseño de sistema de captación e inactivación del virus

Abstract

En el contexto de la pandemia mundial desencadenada por el virus SARS-CoV-2 en marzo de 2020, la falta de conocimientos sobre el virus y la escasez de recursos generaron una presión sin precedentes en los sistemas de salud a nivel global. En un solo día, el 19 de abril de 2020, se reportaron 6.463 muertes atribuidas al virus y 81.572 nuevos casos de contagio a nivel mundial [1]. La comunidad científica se enfrentó al desafío de comprender este virus altamente contagioso y mortal, así como al de desarrollar métodos efectivos para su inactivación y contención, supliendo así la carencia de suministros médicos. El SARS-CoV-2, siendo un agente patógeno de alto riesgo, planteó la urgencia de encontrar soluciones para reducir su propagación [2]. El sector sanitario, especialmente afectado, carecía de dispositivos capaces de inactivar el virus en el aire exhalado por pacientes con COVID-19. Las prácticas sanitarias habituales, como la ventilación mecánica y otros procedimientos médicos, presentaban riesgos de dispersión de patógenos, lo que requería medidas más efectivas para minimizar la transmisión [3-5]. La necesidad de dispositivos capaces de tratar el aire contaminado en tiempo real y la escasez de tratamientos efectivos plantearon desafíos significativos en la búsqueda de una solución viable. La presente investigación se enmarca en un contexto epidémico donde la demanda y el consumo de recursos sanitarios alcanzaron niveles críticos [6]. La escasez de ventiladores, desinfectantes e higienizantes, así como las restricciones logísticas internacionales, afectaron la disponibilidad de dispositivos y materiales necesarios para resolver la crisis sanitaria [7, 8]. Basándose en el conocimiento existente sobre coronavirus anteriores y en la información limitada disponible sobre el SARS-CoV-2, el presente estudio se enfocó en investigar la factibilidad de fabricar un dispositivo configurable para el tratamiento de fluidos, con la capacidad de realizar pruebas ágiles utilizando los biocidas disponibles en ese momento y según los recursos disponibles en distintas ubicaciones. Se aborda el diseño y desarrollo de una versión inicial de dicho dispositivo que permita ensayar diferentes tratamientos fisicoquímicos para la inactivación de patógenos, junto con la evaluación de su efectividad en ensayos de laboratorio y siendo el resultado del ensayo un dispositivo terminado, probado y listo para su uso. Este dispositivo, diseñado para ser adaptable a diferentes tratamientos [2, 9, 10], busca agilizar el proceso de encontrar soluciones efectivas para inactivar virus y otros patógenos multirresistentes emergentes [11]. Se diseñaron varias realizaciones del dispositivo y se fabricaron dos prototipos. El Prototipo 1 se empleó para realizar ensayos con Escherichia coli y el SARS-CoV-2. Los resultados mostraron que, en una de sus configuraciones más simples, el dispositivo logró inactivar ambos patógenos con una eficacia del 99,99% en un flujo continuo de aire, demostrando su capacidad para neutralizar estos agentes infecciosos. El Prototipo 2 representó una mejora con respecto al Prototipo 1, superando la limitación de altura constante y aumentando el número de etapas de tratamiento por longitud recorrida del dispositivo. En conclusión, este estudio logró implementar con éxito un dispositivo configurable que permitió llevar a cabo ensayos para la inactivación de patógenos. Una vez se determinó la configuración efectiva, resultó un dispositivo directamente utilizable y probado para su aplicación en la inactivación de los patógenos evaluados, aportando una solución técnica innovadora y adaptable a distintos escenarios, contribuyendo así a la contención y prevención de futuras crisis sanitarias a nivel mundial. Además, se logró desarrollar una segunda versión mejorada del dispositivo, ofreciendo una mayor versatilidad y capacidad de adaptación a diferentes situaciones y tratamientos de inactivación. [1] World Health Organization, "Coronavirus disease 2019 (COVID-19) Situation Report - 90," Https://Www.Who.Int/Docs/Default-Source/Coronaviruse/Situation-Reports/20200419-Sitrep-90-Covid-19.Pdf?Sfvrsn=551d47fd_4, Apr 19,. 2020. [2] G. Kampf, D. Todt, S. Pfaender and E. Steinmann, "Persistence of coronaviruses on inanimate surfaces and their inactivation with biocidal agents," J.Hosp.Infect., vol. 104, pp. 246-251, 2020. [3] J.M. Balibrea, J.M. Badia, I.R. 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