BOULDER, COLORADO—En la sala de envíos de su fábrica aquí, Richard Gordon abre el cajón de un horno de convección estilo restaurante para mostrar una bandeja llena del nuevo producto recién esterilizado de su compañía: máscaras faciales multicolores que presentan un diseño de origami.
“Pensé que las máscaras eran un horror total”, dice Gordon. “Se veían horribles, se sentían horribles, eran difíciles de respirar, estaban calientes y tenían fugas”. Así que él y Min Xiao, su esposa, comenzaron una empresa llamada Air99 en 2016 para producir algo mucho mejor.
Ahora, su máscara, llamada Airgami, compite por parte de la bolsa de medio millón de dólares en la fase final del Mask Innovation Challenge, dirigido por la Autoridad de Investigación y Desarrollo Biomédico Avanzado de EE. UU. (BARDA). El concurso tiene como objetivo promover máscaras que tengan un mejor ajuste, función y apariencia que los diseños existentes y nutrir el ecosistema de desarrollo de máscaras «bastante insuficiente y un poco estancado», dice Kumiko Lippold, farmacóloga y toxicóloga de BARDA que organiza el desafío.
Lippold reconoce que el concurso puede parecer «un poco atrasado», dado que la pandemia ha disminuido y muchos países han eliminado los requisitos de uso de mascarillas. Aún así, hay «un apetito significativo por la innovación de máscaras», dice ella. El SARS-CoV-2 puede tener sorpresas reservadas que requerirán que las personas se vuelvan a enmascarar, y es probable que haya otras pandemias. “Estamos construyendo la máscara del mañana”, dice Lippold.
Él 10 finalistas, seleccionados entre 1448 participantes, incluyen innovadores familiares como Air99, un equipo de la Universidad de Georgetown y los gigantes industriales Amazon y Levi Strauss & Co. Para evaluar las máscaras, BARDA se ha asociado con el Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH), que prueba y aprueba los “respiradores” N95, del tipo que se ajusta perfectamente a la cara y tiene una alta eficiencia de filtración, y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST). BARDA planea anunciar un ganador en octubre.
Con miles de millones de personas que se pusieron máscaras faciales por primera vez en 2020 y se quejaron de sus deficiencias, la pandemia ha provocado un aumento en la investigación de máscaras. en un estudio publicado en junio de 2021, por ejemplo, el ingeniero de NIOSH e investigador de aerosoles William Lindsley y sus colegas compararon 19 cubiertas faciales ampliamente utilizadas al unirlas a un simulador de aerosol respiratorio, una forma de cabeza de maniquí que respira y tose.
Todas las máscaras ayudan, enfatiza Lindsley: «Los dos conceptos erróneos más grandes son que no funcionan y que son mágicos y que estás protegido, pase lo que pase». Pero los pañuelos son «terribles» tanto para filtrar el aire inhalado como para capturar aerosoles cuando las personas exhalan y tosen, encontró el estudio. Los paños, las polainas para el cuello y las máscaras médicas son mucho mejores, pero aún palidecen en comparación con las máscaras N95 aprobadas por NIOSH. (En Europa, el equivalente de N95 se conoce como máscaras FFP2).
Cada uno de los finalistas del desafío BARDA ofrece mejoras únicas. En el caso de Airgami, la belleza es importante, dice Gordon, un ingeniero eléctrico e informático, pero esa no es la razón por la que él y Xiao ingresaron al campo. Su búsqueda comenzó mucho antes de la pandemia, cuando se mudaron a Suzhou, China, en 2011 para el nuevo trabajo de Xiao. La contaminación allí era horrible, y las máscaras N95 que habían traído, hechas por 3M para trabajadores de la construcción, no le quedaban bien a su hijo pequeño. “Inmediatamente comencé a cortar máscaras 3M y pegarlas y engraparlas solo para encogerlas y adaptarlas a él”, dice Gordon. “Tengo que dar [the] niño aire limpio. Muy, muy simple”, dice.
El problema de su hijo, junto con la incomodidad y los problemas de ajuste que tenía con sus propias cubiertas para la cara, llevaron a Gordon a dedicarse a diseñar una mejor máscara después de que la familia se mudó de regreso a los Estados Unidos en 2015. Se topó con un espectáculo de origami, Encima de la tapa, que tenía una pieza «alucinante» del físico Robert Lang, un matemático y artista de origami de renombre mundial. El Airgami es un giro en un popular diseño de origami, la bola mágica, también conocida como huevo de dragón, cortada por la mitad, lo que crea un gran espacio para respirar y se ajusta perfectamente a la cara. El interior de tres capas de polipropileno tiene una carga electrostática para atrapar partículas, el corazón de la tecnología N95. La máscara es reutilizable, se puede enjuagar o desinfectar con calor y viene en cuatro tamaños diferentes y varios estampados coloridos, incluyendo arcoíris y camuflaje. Lang, que ahora está en la junta de Air99, ayudó a Gordon a crear un programa de computadora para automatizar el plegado.
Aun así, cada máscara debe ensamblarse a mano y se vende por $ 29.99. Pero Gordon dice que la oferta no puede satisfacer la demanda. “El mundo está inundado de máscaras de $1.50 y no hay forma de que compitamos, pero todas son feas y no necesariamente quedan bien”, dice Gordon, quien espera reducir el precio con más automatización.
Otro finalista, Mascarilla PerfectFit de Amazon, también usa un diseño de origami y viene en varios patrones y tamaños. una empresa nombrada aire 4C, cofundada por el físico y premio Nobel Steven Chu, fabrica la máscara transparente BreSafe, cuyo objetivo es mejorar las conversaciones enmascaradas al permitir que el oyente vea los labios del hablante. el caparazón duro AtmoBlue La máscara, fabricada por Blue Sky Labs, tiene ventiladores incorporados que soplan el aire entrante a través de filtros absorbentes de partículas de alta eficiencia y un sensor que monitorea la calidad del aire en busca de contaminación. Él grupo de georgetown desarrolló espumas metálicas nanoporosas que son filtros extraordinariamente eficientes, ultraligeras y, además, reutilizables.
Levi Strauss tomó un rumbo diferente: su máscara, el velo, ofrece protección de nivel N95 con un diseño simple que cualquier fabricante de prendas puede producir con tijeras y una máquina de coser, y luce el logotipo mundialmente famoso de la marca para mayor frescura. Incluso hay una cubierta para la cara especialmente para niños pequeños hecha por PaciMask que permite a los padres colocar un chupete y presenta personajes de dibujos animados, animales y naves espaciales. (Su eslogan: «¡Es solo una máscara, bebé!»)
estándar de NIOSH prueba N95 evalúa la eficiencia de filtración de las mascarillas exponiéndolas a cloruro de sodio en aerosol y midiendo la cantidad que pasa. Una calificación N95 significa que una máscara filtra al menos el 95 % de las partículas «no aceitosas» (de ahí la N). Pero para el desafío BARDA, NIOSH ideó pruebas adicionales. “Tenemos que pensar realmente en la innovación de las pruebas”, dice el químico físico Sandeep Patel, quien dirige la división BARDA que supervisa el desafío. Reconociendo que el ajuste de la máscara depende de la forma de la cara, por ejemplo, los investigadores diseñaron cinco formas de cabeza de maniquí de diferentes tamaños, basadas en las caras de casi 4000 personas. El desafío de la máscara alienta a los participantes a proporcionar análisis de cómo sus máscaras se ajustan a las versiones digitales de las cinco.
Dinámica de fluidos del NIST mateo compañeros de estancia también evaluará a los finalistas en busca de fugas con imágenes de Schlieren, que utiliza lentes y espejos para visualizar los cambios en la temperatura del aire. Staymates combina esto con cámaras de video de alta velocidad, lo que le permite capturar el aire que escapa de los bordes de las máscaras cuando las personas respiran. El mayor desafío al que se enfrentan los fabricantes de máscaras no son los materiales nuevos, sino el diseño, dice Staymates. “Podemos hacer telas que tengan una eficiencia de filtración asombrosa, y el N95 es un gran ejemplo”, dice, pero “¿cómo podemos ser inteligentes en el diseño de formas que realmente puedan sellar bien para que mis anteojos no se empañen?”
Gordon y Xiao ven un futuro brillante para su empresa incluso después de que termine la pandemia. “Comenzamos como una máscara antipolución y creo que sigue siendo el negocio principal”, dice Xiao. Aún así, COVID-19, y convertirse en finalista de BARDA, le ha dado a la compañía un impulso que nunca imaginaron, dice Gordon: «La pandemia fue la mayor campaña de concientización de marketing de toda la historia».
