Inventos que salvan la vida de niños que necesitan oxígeno

La neumonía es una de las complicaciones más comunes que provoca la covid-19 pero, lo que es menos conocido es que, incluso antes de la pandemia, ya era un problema de salud enorme, en particular en niños, siendo la principal causa de muerte de menores de 5 años en el mundo.

Cada año, cerca de 1,4 millones de niños pierden la vida a causa de esta infección respiratoria, según la Organización Mundial de la Salud (OMS).

El problema es mayor en países de ingresos bajos y medios, donde cada dos segundos muere un niño a causa de esta enfermedad pulmonar, según le dijo a la BBC la pediatra y neumóloga Rebecca Nantanda.

"Los pulmones normalmente funcionan como un globo, y cuando inhalas se inflan. Pero cuando tienes una infección, ya sea por una bacteria o un virus, el proceso se complica", explicó.

"A veces hay pus en los pulmones y no puedes respirar", señaló.

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La neumonía se puede tratar, pero la cura requiere dos cosas cruciales: antibióticos y oxígeno.

Y en muchos lugares, el verdadero problema es conseguir lo segundo.

El motivo es que muchos centros de salud en países en desarrollo, en particular hospitales pequeños en lugares remotos, no cuentan con fuentes confiables de oxígeno concentrado.

En general, esto se debe a que las máquinas que producen este gas vital funcionan a base de electricidad y en muchas partes del mundo no se puede garantizar el suministro eléctrico.

Cómo la covid-19 está causando una "crisis de oxígeno" en América Latina y algunos países en desarrollo

Cuando la producción de oxígeno es limitada, el personal médico se ve obligado a tener que decidir qué paciente lo necesita más, teniendo en esencia que definir quién vivirá y quién seguramente morirá por falta de acceso a este recurso básico.

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Cuando el oxígeno no alcanza, los médicos deben decidir quién vive y quién muere.

Enterados de este dilema, un grupo de físicos en Australia se propuso hallar una solución.

Fabricando medicina del aire

Uno de los líderes del proyecto, el físico nuclear Roger Rassool, de la Universidad de Melbourne, le explicó a la periodista del Servicio Mundial de la BBC Ruth Evans cómo empezó todo.

"(En 2010) un colega de nuestro equipo asistió a un encuentro de expertos en salud, que reunió a ingenieros, científicos y médicos para hablar sobre los problemas que existían", recordó.

"El encuentro se pensó porque muchas veces en una sociedad, la solución a un problema surge desde afuera de esa disciplina".

El aparato de US$20 que puede ayudar a salvar vidas en la lucha contra el coronavirus

En la reunión el físico en cuestión, Bryn Sobott, se enteró de que la neumonía era la principal causa de muerte en niños pequeños.

"Lo que realmente le sorprendió fue enterarse del papel que juega el oxígeno y el hecho de que la medicina para tratar la neumonía está en el aire que rodea al niño que se está muriendo".

"El desafío era cómo lograr que el oxígeno entre al cuerpo de estos niños".

Rassool, Sobott y equipo empezaron a investigar el problema, para ver cómo podían fabricar medicina del aire.

Aunque resulte sorprendente, solo el 21% del aire que respiramos está compuesto de oxígeno, cuenta el experto. La gran mayoría (el 78%) es nitrógeno.

Desde los años 50 que existen máquinas portátiles llamadas concentradores de oxígeno que logran remover el nitrógeno del aire.

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Los concentradores de oxígeno filtran el aire y producen oxígeno concentrado, pero funcionan a base de electricidad.

El problema es que dependen de un suministro eléctrico constante.

Los científicos australianos decidieron investigar estos aparatos, que utilizan muchos hospitales y también personas que necesitan oxígeno en su hogar, para ver si podían desarrollar un sistema similar que filtre el aire sin tener que depender de la electricidad.

Llamaron a su proyecto FREO2, acrónimo de Fully Renewable Energy Oxygen (Oxígeno de energía totalmente renovable).

Invención egipcia

La primera idea que tuvieron fue probar una fuente accesible y sencilla de energía: el agua corriente.

Se inspiraron en un método que ya aplicaban hace 4.000 años los antiguos egipcios: el "sifón", que permite mover agua de un lado a otro.

"Lo que hicimos fue construir un sifón muy grande, de diez metros de altura", cuenta Rassool.

En esencia el aparato era un tubo construido sobre un río a través del cual el agua subía y luego bajaba.

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Roger Rassool, Bryn Sobott y colaboradores con el FREO2 Siphon, la primera invención del equipo de científicos australianos.

Un pequeño agujero colocado en la parte superior del sifón generaba un vacío que succionaba el aire.

El sifón estaba conectado a un concentrador de oxígeno, y esa succión es la que movía el aire a través de los filtros, en lugar de utilizar electricidad.

Los científicos patentaron el FREO2 Siphon en 2011 y viajaron a Uganda, Kenia y Tanzania para implementar su proyecto. Sin embargo, debido una serie de problemas, recién pudieron instalar el sistema con éxito por primera vez en 2018.

"Fue maravilloso ver un resultado, después de tanto tiempo. Fue una sensación de paz", describió Rassool.

Nuevo invento

Lejos de desalentarse por el largo tiempo que tardaron en hacer funcionar este concentrador de oxígeno que no necesita electricidad, los científicos aprovecharon ese tiempo para aprender y mejorar.

Durante esos años se fueron haciendo expertos en el problema del oxígeno concentrado y se dieron cuenta de una cosa: que la mayoría de los centros de salud que visitaban tenían algo de electricidad, y su principal problema en realidad era cómo manejarse cuando había cortes.

Para muchos pacientes con neumonía, una interrupción del servicio de más de unos minutos podía significar la muerte.

El grupo formó una fundación sin fines de lucro, la FREO2 Foundation, y se abocó a solucionar este problema.

Junto con Sheillah Bagayana, una de las primeras graduadas en ingeniería biomédica de Uganda, diseñaron un nuevo invento: el Low Pressure Oxygen Store (Almacén de oxígeno a baja presión) o LPOS, que justamente resuelve el problema que generan estos cortes.

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Sheillah Bagayana y un colaborador con el LPOS, que permite acumular oxígeno excedente y usarlo cuando hay cortes eléctricos.

"Nos dimos cuenta de que los concentradores de oxígeno producen más oxígeno del que se necesita", cuenta Bagayana.

Eso les dio la idea de crear un dispositivo -el LPOS- que almacena este oxígeno excedente, y lo libera cuando los concentradores dejan de funcionar por falta de electricidad.

Por este invento, obtuvieron un premio de la Fundación de Bill y Melinda Gates, el Grand Challenges Explorations Award (Premio Exploraciones de Grandes Desafíos).

En el primer hospital que se usó, en Uganda, se logró mantener el suministro de oxígeno, a pesar de que hubo más de 100 cortes eléctricos, dice Bagayana.

El FREO2 LPOS permitió reducir las muertes infantiles en ese centro médico del 80% al 20%, según dijo a la BBC unas de las enfermeras del hospital.

A pesar de que su costo -cercano a los US$1.000- sigue siendo prohibitivo para muchos centros de salud en aldeas pequeñas, la Fundación sigue trabajando para hacerlo más accesible.

Bagayana resalta que una de las ventajas económicas del aparato es que los hospitales no necesitan tener tantos cilindros de oxígeno como refuerzo en caso de cortes eléctricos.

"Cada cilindro cuesta entre US$20 y US$30", explica la ingeniera. "Nuestro sistema redujo significativamente el número de cilindros que debe usar un centro de salud".

Más de 1.400 niños

En los últimos años, la Fundación FREO2 ha incorporado el sistema LPOS a su más reciente innovación, el OxyLink, que permite mantener el flujo de oxígeno concentrado incluso durante cortes eléctricos prolongados.

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Más de 1.400 niños han sido tratados exitosamente con el oxígeno de energía totalmente renovable (FREO2).

La ONG le dijo a BBC Mundo que los diversos inventos creados para producir oxígeno de energía totalmente renovable ya se han usado con éxito en 7 hospitales, para tratar a 1.415 niños.

En tanto, también han surgido otros proyectos que buscan solucionar el problema de la provisión de oxígeno en lugares con problemas eléctricos.

Uno de ellos es SPO2, dirigido por una pediatra canadiense, también en Uganda, que utiliza la energía solar para hacer funcionar los concentradores de oxígeno y usa baterías que almacenan la energía excedente, para que los aparatos sigan funcionando de noche.

Todos estos proyectos han sufrido retrasos por culpa de la pandemia de covid-19, que ha dificultado mucho el envío de equipos de un país a otro.

No obstante, voceros de la Fundación FREO2 dijeron a este medio que están en proceso de enviar sistemas OxyLink a 22 centros de salud en Uganda Occidental y otros en Tanzania y las Islas Salomón.

"La demanda de sistemas como FREO2 y otros irá en aumento (debido a la pandemia)", advirtió Rassool.

"Y creo que el mundo tiene la obligación de aumentar sus esfuerzos para empoderar y fortalecer los sistemas de salud en estas comunidades de bajos recursos".