EAFIT y Minciencias entregaron frutos de la Mincienciatón para salvar vidas frente al covid-19

De las 25 propuestas financiadas por MinCiencias, en las que participan 140 grupos de investigación del país, seis se desarrollan en el departamento de Antioquia. En Bogotá (13), Caldas (2), Santander (2) y Valle del Cauca (2). La imagen corresponde al evento de este 18 de septiembre.

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El tranvía de Ayacucho en Medellín será dotado con unas membranas basadas en nanofibras como parte de un plan piloto que busca purificar el aire en los vehículos del sistema y poder aumentar así la capacidad de pasajeros en el contexto de la pandemia por covid-19.  

Este es uno de los resultados de los proyectos que desarrolla EAFIT, en el marco de la Mincienciatón del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación, que Juan Luis Mejía Arango, rector de la Universidad, presentó la mañana de este viernes 18 de septiembre junto a la ministra Mabel Torres Torres.

La membrana, que tiene una capacidad especial para retener partículas en el aire y también ayudará a proteger al personal de la salud del país de infecciones respiratorias, fue presentada junto a los avances de una plataforma web que sirve para recolectar, visualizar, analizar y evaluar las estrategias de los tomadores de decisiones frente a la propagación del covid-19, que ya se aplica en un plan de la Gobernación de Antioquia para la cosecha cafetera durante este segundo semestre del año.

Ambos proyectos son liderados por profesoras eafitenses: Mónica Álvarez Láinez, investigadora principal de las membranas de nanofibras, y María Eugenia Puerta Yepes, experta en epidemiología  y líder de la propuesta que desarrolla la plataforma matemática Math Covid. Las docentes participaron en el evento de socialización de estos avances, en el que también estuvieron Daniel Quintero Calle, alcalde de Medellín; Rodolfo Correa Vargas, secretario de Agricultura de Antioquia; y Tomás Elejalde Escobar, gerente del Metro de Medellín.

"La ciencia tiene que conectar la ciudad con las regiones. Debemos empezar a hablar de la ciencia de la ruralidad y no solamente de las ciudades inteligentes. Ahí hay un gran reto como universidad, como sistema de ciencia, tecnología e innovación. Y también hay un reto en el sistema de generación de conocimiento para convertir a Colombia en una sociedad que genere bienes y servicios. EAFIT es un ejemplo de esto”, manifestó Mabel Torres durante la presentación de los avances que hacen parte de la Mincienciatón, la convocatoria que hizo Minciencias en el primer semestre del año para buscar soluciones científicas para frenar los efectos del coronavirus.

Los adelantos científicos divulgados, que buscan entregar soluciones eficaces para enfrentar los desafíos en salud pública y reactivación económica generados por la pandemia, se encuentran en fases finales que permitirán ser implementados en planes piloto para las ciudades y regiones.

Al respecto, Juan Luis Mejía Arango, rector de EAFIT, resaltó las capacidades que han venido desarrollando las instituciones de educación superior colombianas en las últimas décadas, por ejemplo, en el incremento del número de doctores —92 por ciento en las universidades—, lo que se refleja en un sistema de investigación que “hoy ha venido dando respuestas gracias al Ministerio y a la Mincienciatón para enfrentar con ciencia propia” los retos de la pandemia.

En su intervención, el Rector destacó también que los tres proyectos aprobados a EAFIT en la convocatoria del Ministerio son liderados por mujeres, además del aporte desde otras iniciativas con los mismos fines. Un ejemplo son los videolaringoscopios creados por la alianza Simdesign Colombia —conformada por EAFIT, CES y Hospital Pablo Tobón Uribe— con el apoyo de Postobón y Leonisa para dotar centros hospitalarios de varias regiones del país.

En ese sentido, los invitados a este panel resaltaron el papel de la universidad colombiana, del Estado y de la empresa privada para superar los retos que han surgido en la actualidad, tanto para mitigar los efectos del virus como en el proceso de reactivación económica de la ciudad y del departamento.

La invitación en el evento de Daniel Quintero Calle, alcalde de Medellín, fue “creer en nosotros” para referirse a que en Colombia se demostró con la pandemia que los científicos del país tienen las capacidades para resolver problemas como la creación de los ventiladores que escaseaban en otras partes del mundo.

“Cuando creemos en nosotros y miramos el mismo problema podemos resolverlo, muchas veces en nuestros países no nos concentramos a mirar nuestros problemas, a resolverlos”, dijo el Alcalde para convocar a creer en las capacidades que tenemos para resolver otros retos como, por ejemplo, en seguridad, pobreza, salud, calidad del aire.

Plan piloto en el tranvía

En la actualidad, los vagones del Metro de Medellín cuentan con su respectivo sistema de inyección de aire que se renueva cada cuatro minutos. De esta manera, durante la contingencia actual derivada de la pandemia por covid-19 cada coche puede ir hasta con un 80 por ciento de su capacidad sin generar riesgo de contagio. Todo esto, por supuesto, acompañado del seguimiento permanente de las condiciones de bioseguridad por parte de los pasajeros.

Sin embargo, en el caso del Tranvía de Ayacucho la situación es diferente, pues el sistema de aire es recirculante. Es ahí donde la investigación en nanofibras de la profesora Mónica Lucía Álvarez Láinez, del Departamento de Ingeniería de Diseño de Producto de EAFIT, aporta soluciones. Esta eafitense, junto a su grupo de investigación en Ingeniería de Diseño, está trabajando junto al sistema de transporte masivo para la dotación de filtros de nanofibras en los coches del tranvía.

“Nosotros tenemos, desde hace muchos años una relación muy estrecha con la Universidad EAFIT, prueba de esto son las cuatro patentes que hemos desarrollado juntos o la Escuela Pilona. Ahora abrazamos esta iniciativa de probar los filtros de nanofibras en el tranvía que nos llevará a ese nivel de pureza en el aire y ausencia de gérmenes para seguir cuidando de la salud de las personas”, expresó Tomás Elejalde, gerente del Metro de Medellín, que anunció que una vez estén listas las membranas se dotarán 12 vehículos del tranvía con estas. “Esto es un ejemplo de cómo la ciencia aporta a las soluciones tecnológicas aplicadas, a la generación de confianza y al cuidado de la vida de las personas”, concluyó.

Monitoreando la cosecha cafetera  

Rodolfo Correa Vargas, secretario de Agricultura de Antioquia, durante esta conversación resaltó los avances que se vienen dando con la implementación de las nuevas herramientas tecnológicas para el monitoreo de la cosecha cafetera en el Suroeste del departamento. Según manifestó, gracias a la modelación matemática de la plataforma web Math Covid y su aplicación Cosecha Segura, se ayuda a salvar las vidas de alrededor 80 mil campesinos, quienes actualmente trabajan en la recolección del café que aporta cerca de 1.5 billones de pesos a la economía departamental.

"Logramos adaptar esta solución a la problemática que estamos enfrentando. Gracias a esta aplicación desarrollamos una plataforma digital que ya está funcionando. En esa plataforma tenemos el control de las personas que están en la fincas cafeteras del Suroeste, indicando su estado de salud, cuáles son las alertas que presentan o su nivel desplazamiento", contó el secretario de Agricultura departamental. “El punto de conexión es la ciencia, la tecnología y la innovación. Si nosotros como colombianos nos enfocamos en resolver los problemas, creo que tendremos un país con más confianza y soluciones”, complementó el Secretario.

María Eugenia Puerta, profesora investigadora de la Escuela de Ciencias de EAFIT y líder de este desarrollo, explicó que el proyecto servirá para apoyar las decisiones de alcaldes, gobernadores y, en general, tomadores de decisiones a nivel nacional para prevenir y mitigar la pandemia. La plataforma web está disponible en https://epidemiologia-matematica.org/. Por su parte, la aplicación para la cosecha cafetera se encuentra en https://www.cosecha-segura.org/​. 

Plataforma Math Covid

La plataforma web Math Covid es una de las recientes innovaciones desarrolladas por investigadores de EAFIT para enfrentar la propagación del nuevo coronavirus y, posiblemente, otras afectaciones a la salud humana, que se basa en herramientas de modelación matemática e inteligencia artificial para el análisis de datos sobre la población expuesta al virus. De esta manera, se pueden simular los posibles escenarios epidemiológicos y evaluar las distintas estrategias de mitigación u políticas de salud pública en las distintas regiones.

María Eugenia Puerta Yepes, doctora en Ciencias Matemáticas con una amplia trayectoria en la investigación de la epidemiología matemática, quien además ha desarrollado estudios para la prevención de otras enfermedades virales como dengue, zika y chikungunya, lidera este proyecto con el apoyo de los grupos de investigación en Modelado Matemático, en Matemáticas y Aplicaciones, y en I+D+I en Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (Giditic) de EAFIT.

“Actualmente tenemos el desarrollo en un 70 por ciento. Y dado que el principal producto es una plataforma web, se tienen en uso 7 de los 10 módulos prometidos, en donde se pueden ver dos componentes principales: de recolección y visualización de la información, donde encontramos la encuesta de casos potenciales, los mapas de riesgos de calor, los que reflejan el hecho de que las pandemias impactan las regiones, en general, de manera distinta, pues cada una de tiene características socioculturales y económicas diferentes”, expresa María Eugenia.

El proyecto que lidera la docente se titula Plataforma web para la recolección de datos, visualización, análisis, predicción y evaluación de estrategias de control de la enfermedad producida por SARS-CoV-2 mediante herramientas de modelación matemática, simulación e inteligencia artificial.

Según explica la investigadora, con la puesta en marcha de esta herramienta también se podrán analizar los efectos de las migraciones durante la pandemia y predecir los posibles escenarios en donde las cuarentenas no siempre son necesarias para reducir los casos de contagio, permitiendo de esta manera resolver, en parte, la dicotomía entre economía o salud.​

Nanofibras para prevenir el covid-19

La creación de una membrana hecha de nanofibras (fibras con un diámetro inferior a 500 nanómetros) y su producción a escala semiindustrial para el diseño de dispositivos como tapabocas, que puedan ser usados por el personal médico del país por su capacidad de filtración superior a un 98 por ciento de las partículas, es actualmente adelantada por la investigadora Mónica Álvarez Lainez, doctora en Física. Este desarrollo tiene como aliado al Hospital Pablo Tobón Uribe de Medellín.

A partir del estudio de los polímeros, entre otros materiales para el desarrollo de nuevos productos en el Grupo de Investigación en Ingeniería de Diseño, y mediante la aplicación de la nanotecnología para la creación de estas membranas con fibras de tamaño nanométrico, que tienen la capacidad de retener partículas en suspensión inferiores a 0.3 micrómetros, aseguran los investigadores, se puede lograr un dispositivo altamente efectivo para prevenir la propagación del virus.

“Nos encontramos en la etapa de puesta a punto y fabricación a escala. Una vez ya tengamos ese primer bache de fabricación semiindustrial, llevaremos el sistema a hacer evaluado en Estados Unidos para que midan el porcentaje de eficiencia de filtración, pero en este caso viral que es un ensayo que no hemos encontrado en Colombia. Además, queremos que nos ayuden a identificar el porcentaje real de filtración de nuestro sistema. Según lo que reportan los laboratorios es superior al 98 por ciento”, indica Mónica Álvarez, investigadora principal de este proyecto que espera contribuir a la producción de mascarillas para el personal de la salud, entre otras aplicaciones, y que tiene el título de Desarrollo a escala piloto de una membrana de filtración basada en nanofibras para el manejo de pacientes con infecciones agudas respirables Covid-19.

En la producción de estas membranas de nanofibras se avanza en su aplicación como dispositivo de protección personal, no obstante en una segunda fase se espera llevar la membrana de filtración a una aplicación industrial de los sistemas de aires acondicionados o sistemas de climatización en espacios cerrados.

Otro de los avances destacados es el fortalecimiento de la infraestructura tecnológica para el desarrollo de la investigación aplicada en las universidades, pues a través de los recursos dispuestos por MinCiencias se logró adquirir un equipo de electrohilado para la producción del sistema de nanofibras, con lo que se puede generar alrededor de 100 metros de membrana al día.​

EAFIT en la Mincienciatón

Tres proyectos de investigación liderados por EAFIT, además de uno en el que participa como coinvestigadora de la Alianza Caoba, son parte del aporte eafitense al desarrollo científico en Colombia, en el marco de los 32 proyectos financiados por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación en la convocatoria Mincienciatón para enfrentar el covid-19. Los proyectos en los que participa la Universidad son:

1. Viabilidad y validación de la aplicación de modelos de inteligencia artificial para la detección de neumonía en los servicios de radiología de hospitales de tercer y cuarto nivel de Medellín.
2. Plataforma web para la recolección de datos, visualización, análisis, predicción y evaluación de estrategias de control de la enfermedad producida por SARS-CoV-2 mediante herramientas de modelación matemática, simulación e inteligencia artificial.
3. Desarrollo a escala piloto de una membrana de filtración basada en nanofibras para el manejo de pacientes con infecciones agudas respirables-covid-19.
4. Desarrollo y evaluación de modelos matemáticos y epidemiológicos que apoyen la toma de decisiones en atención a la emergencia por SARS-COv-2 y otros agentes causales de IRA en Colombia utilizando Data Analytics y Machine Learning. (Alianza Caoba). ​

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Alejandro Gómez Valencia
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