Un cargador de sobremesa con voltaje suficiente para reponer la carga eléctrica en N95 y mascarillas quirúrgicas

26 de abril de 2023

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por la Universidad de Tokio

Llega a casa, quítate la mascarilla y tírala a la basura. Sin embargo, este ritual diario podría cambiar pronto, gracias a los científicos del Instituto de Ciencias Industriales de la Universidad de Tokio.

Los investigadores han desarrollado un sistema compacto que puede restaurar los respiradores N95 y las máscaras quirúrgicas que han estado expuestas a la humedad al 97 % de eficiencia. Mediante el uso de un circuito especial y una placa conductora, una distribución de voltaje grande y uniforme recarga la máscara en aproximadamente un minuto. Esta máquina puede ayudar a abordar la necesidad de máscaras de alto rendimiento al tiempo que reduce los desechos médicos plásticos.

Durante la reciente pandemia de COVID-19, las mascarillas quirúrgicas y los respiradores N95 tuvieron una gran demanda porque eran algunas de las mejores herramientas disponibles para reducir el riesgo de contraer o transmitir el virus SARS-CoV-2. Sorprendentemente, el tamaño de los poros de estas máscaras, de unas 10 micras, es mucho mayor que el tamaño de las gotas de aerosol que transportan virus, que son de una micra. Sin embargo, la razón por la que las máscaras siguen siendo tan buenas para capturar gotas es que la malla de polipropileno en su interior lleva una carga eléctrica estática, que puede atraer las gotas a través de la fuerza electrostática.

Sin embargo, con el tiempo o cuando la mascarilla se moja, este efecto se reduce significativamente, lo que dificulta la eficacia. "La humedad, incluida la exposición al aire exhalado o el lavado con agua, elimina la carga de una máscara y compromete su eficiencia de filtrado", dice el autor principal Taisuke Ikawa. Como resultado, la mayoría de las máscaras usadas se desecharon, en lugar de esterilizarse y reutilizarse.

El dispositivo construido por el equipo de investigación se basa en un circuito eléctrico llamado multiplicador de voltaje de Cockcroft-Walton. Esto permite obtener potenciales eléctricos de hasta 40.000 voltios en un dispositivo compacto. Los investigadores utilizaron una placa de aluminio conductora como electrodo para garantizar una distribución homogénea del voltaje y la cubrieron con una placa aislante de plástico PET para suprimir las chispas.

La eficacia de las máscaras se probó después de lavarlas con agua; la eficiencia se restauró significativamente después de una breve exposición al campo eléctrico generado por el dispositivo. "Nuestro trabajo plantea la posibilidad de que las máscaras se puedan esterilizar y recargar una y otra vez, lo que aumenta significativamente el suministro", dice la autora principal Kaori Sugihara. La investigación futura puede aumentar el tamaño del dispositivo para ayudar a aumentar el rendimiento.

Más información: Taisuke Ikawa et al, Desarrollo de un cargador de máscara de escritorio, Heliyon (2023). DOI: 10.1016/j.heliyon.2023.e15359