La captación y eliminación de contaminantes biológicos del aire, que pueden ser transportados por gotas, aerosoles o materia particulada, es de especial interés en entornos hospitalarios. Sistemas de ventilación con filtros de grafeno, capaces de destruir los patógenos presentes en el aire, es una nueva propuesta para prevenir las infecciones nosocomiales.
En España, en 2017, se estima que el 7,7% de los pacientes ingresados en hospitales contrajeron una infección nosocomial. Las infecciones adquiridas dentro de los centros hospitalarios, representan un riesgo importante para los pacientes y gran parte de ellas se transmite por el aire.
En los procesos de exhalación, tos o estornudos, los pacientes pueden emitir gotas contaminadas con patógenos, que, dependiendo de su tamaño, se depositan rápidamente o, las más diminutas y ligeras, pueden permanecer en suspensión en el aire durante horas, extenderse con los flujos de aire a largas distancias y generar infecciones cruzadas.
Una nueva tecnología que puede ayudar a prevenir este tipo de infecciones ha surgido en la Rice University de EEUU. Se trata de un filtro de aire hecho a base de grafeno, con capacidad para capturar de forma continuada particulas y microorganismos en suspensión en el aire, y eliminarlos mediante un mecanismo de calentamiento periódico. El dispositivo captura bacterias, hongos, esporas, priones, endotoxinas y otros contaminantes biológicos transportados en el aire por gotitas, aerosoles y partículas.
Captar y eliminar microorganismos
El filtro es una espuma, porosa y conductora, de láminas de un átomo de espesor de grafeno sintetizadas mediante láser, sobre sustratos de poliimida que refuerzan la espuma. La generación con láser a diferentes temperaturas da como resultado un espeso bosque de fibras de grafeno, con láminas más pequeñas e interconectadas debajo.
Como todo el grafeno puro, la espuma es conductora de la electricidad, y cuando se le aplican impulsos eléctricos se eleva la temperatura del filtro por encima de los 300 ºC, lo suficiente no sólo para matar a los patógenos atrapados sino también para descomponer los subproductos tóxicos que puedan alimentar a nuevos microorganismos y activar el sistema inmunológico humano.
Muchos pacientes se infectan con bacterias y sus productos metabólicos, que, por ejemplo pueden provocar sepsis mientras están en el hospital. Por lo que es interesante el desarrollo de métodos, como este filtro de grafeno, para combatir la transferencia por el aire no solo de las bacterias propiamente sino también de sus productos posteriores, que pueden causar reacciones graves entre los pacientes.
Para comprobar la efectividad de los filtros, se probaron en un sistema comercial de filtración al vacío, extrayendo aire a una velocidad de 10 litros por minuto durante 90 horas. El aumento de la temperatura en el filtro eliminó con éxito todos los patógenos y sus metabolitos.
Posteriormente se incubaron durante 130 horas adicionales los filtros usados, sin que se constatara crecimiento bacteriano posterior en aquellas unidades que habian sido calentadas, a diferencia de otros filtros similares de control que no se calentaron. También se comprobó que las bacterias son incapaces de penetrar en el filtro.
Los creadores de esta nueva tecnología consideran que la función de esterilización puede reducir la frecuencia con la que deben ser reemplazados los filtros, en comparación con los filtros tradicionales, y ven otras posibilidades de aplicación, no sólo en hospitales, sino por ejemplo también en aviones.
Fuente: Rice University
