La máscara facial 'inteligente' FFP2 alerta al usuario cuando se exceden los límites de CO2

Dec 01, 2023

Crédito de la imagen: Dreamstime

Por el equipo editorial de E&T

Publicado viernes, 4 de febrero de 2022

Una nueva mascarilla 'inteligente', diseñada en la Universidad de Granada (UGR), envía una alerta al usuario a través de su teléfono inteligente cuando se superan los límites saludables de CO2 recomendados dentro de la mascarilla.

El diseño de las mascarillas aborda un problema que se ha destacado desde que comenzó la pandemia de Covid-19: el del CO2 que re-respiramos dentro de nuestras mascarillas. El uso de mascarillas tipo FFP2 durante cualquier período de tiempo produce una concentración de CO2 entre la cara y la mascarilla superior a la concentración atmosférica normal (~0,04 por ciento), debido al gas que exhalamos al respirar. La reinhalación de CO2 puede causar efectos adversos para la salud, incluso en personas sanas, como malestar general, dolores de cabeza, fatiga, dificultad para respirar, mareos, sudoración, aumento del ritmo cardíaco, debilidad muscular y somnolencia.

Se sabe que estos efectos negativos están relacionados tanto con la duración de la exposición como con la concentración del gas en sí. Por ejemplo, algunas normas sanitarias recomiendan un valor máximo del 0,5 % de CO2 en el entorno laboral (promedio de una jornada de ocho horas), o que una exposición de 30 minutos al 4 % de CO2 se considere muy nociva para la salud.

La nueva mascarilla FFP2 diseñada en la UGR permite conocer el nivel de CO2 reinhalado en tiempo real, mediante una aplicación para smartphone. Este método, un sistema portátil de monitoreo de gases que se caracteriza por su bajo costo, escalabilidad, confiabilidad y conveniencia, representa un avance significativo con importantes beneficios para la salud.

El estudio ha sido realizado por el equipo de investigación multidisciplinar 'ECsens' perteneciente a los Departamentos de Química Analítica y Electrónica e Informática de la UGR. Juntos, desarrollaron el sistema de detección de gas inalámbrico, portátil y en tiempo real que monitorea los niveles de CO2 dentro de la máscara facial FFP2.

Mientras que las mascarillas estándar actúan simplemente como filtros de aire para la vía nasal y/o bucal, la inclusión de sensores para medir parámetros específicos de interés aporta un valor añadido que mejora su uso y eficacia, creando esta nueva mascarilla 'inteligente'.

Los autores de la investigación escribieron: “Desde que la Organización Mundial de la Salud declaró la pandemia mundial debido a la propagación de Covid-19, se ha recomendado o impuesto el uso universal de mascarillas entre la población en general, en un intento por prevenir la rápida propagación del SARS-CoV-2.

“A pesar de la evidencia generalizada a favor de las mascarillas para reducir la transmisión entre la población, también existe un amplio acuerdo sobre los posibles efectos adversos que provoca su uso prolongado, principalmente como consecuencia del aumento de la resistencia respiratoria y la reinhalación de los mismos. CO2 que se acumula en el interior de la mascarilla".

El sistema propuesto por el equipo se basa en insertar una 'etiqueta' flexible en una máscara FFP2 estándar. Esta etiqueta comprende un sensor de CO2 optoquímico innovador y desarrollado a medida, junto con la electrónica de procesamiento de señales necesaria. Tanto el sensor como el circuito están fabricados sobre un sustrato polimérico ligero y flexible, formando la denominada "etiqueta de detección", que no provoca molestias al usuario. La etiqueta no requiere baterías, ya que se alimenta de forma inalámbrica mediante el enlace de comunicación de campo cercano (NFC) al teléfono inteligente, similar al que se usa para realizar pagos inalámbricos, por ejemplo, utilizando una aplicación de Android. La aplicación desarrollada a medida también se utiliza para el procesamiento de datos, la gestión de alertas y la visualización y el intercambio de resultados.

Los científicos de la UGR han realizado pruebas preliminares de la mascarilla en sujetos que realizan tanto actividad sedentaria como ejercicio físico. Al describir sus hallazgos, escribieron: "Nuestros resultados, que están en línea con ensayos clínicos anteriores, presentan valores de CO2 de entre el 2 por ciento durante actividades de baja tasa de trabajo (sedentarias) y un valor máximo de casi el 5 por ciento durante actividades de alta intensidad". ejercicio físico.

"Estos valores son significativamente más altos que el rango típico de 0,04-0,1 por ciento de CO2 que se encuentra en el aire atmosférico o en ambientes de trabajo típicos que se consideran saludables. Aunque las pruebas de rendimiento que llevamos a cabo no constituyen un ensayo clínico formal, están destinadas para dar una indicación del potencial de este sistema en el campo de los sensores portátiles para el control de la salud no invasivo".

Los científicos enfatizan que su máscara facial también es 100 por ciento ecológica, ya que no requiere baterías, sino que se basa en la tecnología estándar de teléfonos inteligentes inalámbricos.

La máscara inteligente tiene potencialmente múltiples aplicaciones en los campos de monitoreo de salud no invasivo, investigación preclínica y diagnóstico utilizando dispositivos electrónicos portátiles. También se podrían incluir otros sensores, para detectar otros gases de interés.

El estudio, 'Máscara facial inteligente para el control inalámbrico de CO2', se ha publicado en la revista Nature Communications.

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