- Como la mayoría de la población estadounidense abraza respiradores N95 y máscaras de tela, las personas con problemas respiratorios preexistentes se encuentran en una encrucijada.
- ¿Se ponen las máscaras para protegerse a sí mismos y a los demás de COVID-19 (coronavirus), o corren el riesgo de dañar permanentemente sus pulmones debido a la restricción de oxígeno mientras usan la cubierta protectora?
- Los ingenieros mecánicos de Stanford han llegado a una solución: las máscaras N95 que protegen de virus y otras micropartículas, pero también circulan oxígeno.
Para la mayoría de la población estadounidense, las máscaras de tela y los respiradores N95 son accesorios extranjeros. Atarlos por primera vez en medio de la pandemia DE COVID-19 (coronavirus) puede ser una experiencia incómoda. En algunos casos, usar las máscaras puede incluso ser francamente peligroso. Un estudio de noviembre de 2015, por ejemplo, sugiere que las trabajadoras sanitarias embarazadas deberían pensar dos veces en usar una máscara N95.
Pero las cubiertas faciales protectoras se están convirtiendo rápidamente en obligatorias en estados como Nueva Jersey y Maryland, donde el virus se está propagando desenfrenadamente. Entre n.o los ingenieros mecánicos de Stanford John Xu y Friedrich Fritz “Fritz” Prinz, quienes han rediseñado la máscara facial N95 para contrarrestar las deficiencias de oxígeno.
“A través de la crisis COVID-19, muchos se han familiarizado con las máscaras N95, que filtran el 95 por ciento o más de partículas pequeñas del aire, incluido el virus”, dijo Xu en un comunicado de prensa. “Pero al filtrar esas partículas, la máscara también hace que sea más difícil respirar. Se estima que las máscaras N95 reducen la ingesta de oxígeno en un entre el 5 y el 20 por ciento. Eso es significativo, incluso para una persona sana”.
No sólo las máscaras pueden causar mareos y aturdimiento, dijo Xu, sino que también pueden dañar los pulmones. Para los pacientes que ya tienen complicaciones respiratorias, usar una máscara podría poner en riesgo la vida. Por otra parte, sin una máscara, salir en público para abastecerse de comestibles también podría ser una sentencia de muerte.
Para resolver este dilema, Xu y Prinz están trabajando en lo que llaman “enriquecimiento de oxígeno”.
Los dos científicos trabajan regularmente en células de combustible para automóviles de próxima generación, por lo que están familiarizados con tratar de alcanzar altos niveles de oxígeno en un flujo concentrado. En la combustión y la conversión de combustible electroquímico, por ejemplo, se requieren altos niveles de oxígeno para quemar cosas. Pero debido a que el aire ambiente es realmente sólo 21 por ciento de oxígeno, es necesario aislar y concentrar el oxígeno. En el caso de las máscaras faciales, Xu y Prinz tienen el objetivo de desarrollar un dispositivo portátil que pueda enriquecer el oxígeno del aire circundante.
Ese trabajo está actualmente en marcha, y Xu y Prinz están experimentando con algunas ideas separadas. Uno es el concepto de división de agua: Cuando se ejecuta una corriente eléctrica a través del agua, los electrones adicionales hacen que las moléculas de agua se dividan en átomos de oxígeno puro e hidrógeno. El hidrógeno se puede utilizar como combustible y el oxígeno puede recircular a través de la máscara.
El segundo enfoque consiste en mover aniones que contienen oxígeno (átomos cargados negativamente) a través de una membrana para aislar el oxígeno en un lado de modo que pueda ser dirigido de nuevo a la máscara. Actualmente, Xu y Prinz tienen un prototipo que es esencialmente una pequeña caja usada en la cintura, con un tubo que se extiende hacia arriba hacia la máscara facial.
“Estamos dirigiendo esto a cualquiera que tenga que usar una máscara a largo plazo: socorristas, médicos, enfermeras e incluso pacientes que no quieren infectar a otros”, dijo Xu. A corto plazo, esperamos [to] los trabajadores de la salud tan pronto como sea posible.”
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