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14/05/2020

Proyectos UA: Mascarillas FFP3, aplicación que detecta aglomeraciones, gestión de acuíferos. lesiones pulmonares e inhibidores de SARS-CoV-2

La UA trabaja en: mascarillas FFP3 con sistemas de filtración y desactivación de virus; una aplicación de bajo coste económico para detectar aglomeraciones y evitar contagios por COVID-19; proyecto RESERVOIR, para mejorar la gestión de los acuíferos; la detección y localización de lesiones pulmonares por COVID-19 usando IA; y un proyecto para desarrollar pequeñas moléculas que inhiban el desarrollo de la COVID-19 en personas infectadas.



AUTOR: UA

RUVID UA anotnio marcillaMascarilla FFP3 con sistemas de filtración y desactivación de virus, proyecto de Antonio Marcilla financiado por la GVA

 

El proyecto Nueva mascarilla con lecho filtrante y cerramiento para ampliar el uso de unidades de nebulización, del Grupo de investigación de Procesado y Pirólisis de Polímeros de la Universidad de Alicante (UA), bajo la dirección de su investigador principal, el catedrático en Ingeniería Química, Antonio Marcilla Gomis, ha sido seleccionado por la Conselleria de Innovación y Universidades de la Generalitat Valenciana como una de las soluciones científico-innovadoras relacionadas directamente con la lucha contra la COVID-19. Su propuesta recibirá 53.300,00 euros.

 

Marcilla plantea un diseño efectivo para la fabricación de mascarillas respiratorias FFP3. Se trata de una mascarilla con mayor efectividad, ya que incorpora diversos sistemas de filtración y desactivación de virus. La posibilidad de impregnar estos adsorbentes con sustancias desinfectantes proporciona un efecto adicional que no incorporan otras mascarillas del mercado. Además, se caracterizan por una gran facilidad de construcción y reducción de costes.

 

El investigador explica cómo todo surgió a raíz de la petición que les realizara una consultora. “Necesitaban un informe para poder avalar que las mascarillas que estaba fabricando una empresa de la provincia, en el proceso de fabricación, estaban libres de contaminación”.

 

Además de estas mascarillas, y pensando ideas hacer frente a la lucha contra la COVID-19, el investigador y su grupo de investigación de Procesado y Pirólisis de Polímeros están trabajando en un tipo de respirador, “que es la segunda parte del proyecto, junto con las mascarillas”.

 

“La idea es desarrollar un respirador que sea como una burbuja flexible o una especie de cámara; que no moleste al enfermo y evite la intubación. Que lo que exhale el enfermo no vaya al ambiente y, a la vez, sea cómodo para él”. Marcilla detalla que este respirador incluiría la posibilidad de que el aire lleve medicación y que el aire que exhala la persona enferma se esteriliza o descontamina antes de que salga al exterior.

 

Este sistema podría evitar intubaciones en algunos pacientes y sería práctico para su uso en aviones o lugares donde tengan que permanecer juntas muchas personas por un periodo de tiempo prolongado están pensando en el diseño de un respirador “escafandra”, de forma que quede cubierta toda la zona de la cabeza.

 

Marcilla acaba de presentar esta misma semana la aceptación del proyecto y espera poder comenzar a trabajar cuanto antes.

 

La concesión de la financiación se ha publicado en el DOGV de 19 de mayo, Decreto 63/2020, de aprobación de las bases reguladoras y de concesión directa de ayudas urgentes. Los 34 proyectos incluidos en este decreto se caracterizan por ser soluciones científico-innovadoras que todavía no están disponibles en el mercado y que pueden implementarse en un tiempo reducido, al estar en un estado de madurez tecnológica (TRL) igual o superior a 6.

 

Vídeo presentación del Proyecto por Antonio Marcilla.

 

RUVID UA JABGUna aplicación de bajo coste económico detectará aglomeraciones para evitar contagios por COVID-19

 

Detectar la presencia de aglomeraciones de personas en el tiempo de post-confinamiento va a ser fundamental para establecer mecanismos de prevención de posibles nuevos episodios de propagación de COVID-19. Para hacer frente al reto del control del movimiento de personas el uso cotidiano de los teléfonos móviles inteligentes (smartphones) supone una herramienta tecnológica muy útil, siempre teniendo en cuenta la necesidad obligada de cumplir con la privacidad de los datos que establece el Reglamento General de Protección de Datos de la Unión Europea.

 

El proyecto Sistema de detección de aglomeraciones de personas basada en una App para smartphones Android, presentado por el doctor José Ángel Berná Galiano, profesor del Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal en la Escuela Politécnica Superior de la Universidad de Alicante (UA), es uno de los seleccionados por la Conselleria de Innovación y Universidades de la Generalitat Valenciana, y que recibe financiación para soluciones científico-innovadoras relacionadas directamente con la lucha contra la COVID-19.

 

Se trata de una App que permite la contabilización de teléfonos móviles inteligentes existentes en un área, cuyo principal valor añadido radica en su reducido coste económico.

 

La contabilización del número de teléfonos móviles es posible gracias a un dispositivo que detecta las señales Wi-Fi emitidas con una App para dispositivos Android. El proyecto desarrollará un procedimiento para identificar cada teléfono móvil con un código único, aleatorio, cifrado y – por tanto – anónimo, de forma que no es posible conocer la identidad del teléfono móvil que emite la señal. Así, el dispositivo detector podrá conocer el número de teléfonos móviles con la App activa a distancias de cientos de metros, e incluso kilómetros en entornos abiertos.

 

El proyecto se complementa con la construcción de una pequeña red de dispositivos detectores escalable con facilidad; emplazando en lugares estratégicos de las ciudades estos dispositivos detectores se podrá obtener información en tiempo real del número de teléfonos móviles en un área, con lo que se puede detectar aglomeraciones de personas.

 

El investigador revela que la principal limitación en la adopción de Apps de este tipo por la ciudadanía pasa por dos puntos clave: la anonimidad de los usuarios y el valor añadido que suponga para los mismos. La situación de confinamiento vivida supone para las personas una gran impaciencia por salir y, por otro lado, una necesidad de evitar aglomeraciones y contagios. La App a desarrollar no accede a información de ningún tipo en el dispositivo, ni a la geolocalización ni a la identificación del móvil, y supone el valor añadido de protegernos de las aglomeraciones.

 

Un uso importante de la App por parte de los ciudadanos proporciona la información que necesita la Administración para avisar a los mismos de zonas con aglomeraciones. La aplicación más inmediata de la App, de gran utilidad, puede ser en la campaña turística y la apertura de playas este verano.

 

“Los municipios podrían conocer e informar a los ciudadanos de los lugares más concurridos, pudiendo proteger a las personas ante posibles contagios y evitar rebrotes de la enfermedad”, valora el científico de la UA. Además, el principal valor añadido del sistema propuesto está en su reducido coste económico. Soluciones alternativas basadas en telefonía móvil son menos precisas, más costosas y dependientes de un tercero que es el operador de telefonía móvil.

 

La Administración puede invertir en una red de sensores mucho más económica, al emplear un espectro de radiofrecuencia libre como es la tecnología Wi-Fi. De hecho, el proyecto ha precisado una reducida financiación de 9.550,00 €.

 

Plan de trabajo

 

El proyecto está en un estado avanzado dado que está basado en una tecnología ya probada, por lo que a mediados del mes de junio de 2020 se dispondrá de una red de dispositivos detectores y la App asociada para poder realizar un proyecto piloto operativo. Al mismo tiempo, se buscará la colaboración de ayuntamientos para adaptar esta solución a sus posibles problemáticas, como es la detección temprana de aglomeraciones y su gestión, habilitando zonas de paseo, deporte y playas o acotando esas zonas.

 

La tecnología en la que se fundamenta este proyecto tiene otros campos de aplicación. En la actualidad se está colaborando con el Ministerio del Interior para su uso en la búsqueda de personas extraviadas en zonas sin cobertura de telefonía móvil, siendo una herramienta muy útil para los equipos de rescate en montaña (GREIM) de la Guardia Civil.

 

La concesión de la financiación se ha publicado en el DOGV de 19 de mayo, Decreto 63/2020, de aprobación de las bases reguladoras y de concesión directa de ayudas urgentes. Los 34 proyectos se caracterizan por ser soluciones científico-innovadoras que todavía no están disponibles en el mercado y que pueden implementarse en un tiempo reducido, al estar en un estado de madurez tecnológica (TRL) igual o superior a 6.

 

Uso en transportes públicos valencianos

 

La consellera de Innovación, Carolina Pascual, y el conseller de Política Territorial, Arcadi España anunciaban ayer que la Generalitat Valenciana trabaja en la implementación de esta aplicación para teléfonos móviles desarrollada por el equipo de José Ángel Berná.

 

Arcadi España destacaba, en este sentido que “la conselleria de Movilidad va a estudiar los proyectos de forma conjunta con Innovación y con Ferrocarrils de la Generalitat Valenciana, ya que se trata de soluciones tecnológica muy interesantes que permiten garantizar la seguridad de nuestro transporte público, mejorando la desinfección y la limpieza y controlando el aforo tanto en estaciones como en el interior de los vagones”.

 

Por su parte, Carolina Pascual ha destacado “el papel que puede desempeñar la innovación para mejorar la seguridad en los espacios de convivencia”. La consellera ha resaltado que los proyectos que el sistema valenciano de investigación y la innovación “ha proporcionado soluciones versátiles y mejoradas a nuestras necesidades y ha puesto encima de la mesa la importancia de la ciencia”.

 

RUVID Reservoir_UALa UA participa en el proyecto europeo RESERVOIR para mejorar la gestión de los acuíferos

 

El Valle del Guadalentín, en Murcia, registra la tasa más elevada de subsidencia o hundimiento del terreno por extracción de agua de toda Europa con más de 10 centímetros de hundimiento al año. Desde el año 2011 la Universidad de Alicante (UA) y el Instituto Geológico y Minero de España (IGME) colaboran estudiando la zona.

 

Investigadores de los departamentos de Ingeniería Civil y de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal de la Escuela Politécnica Superior de la UA participan junto al IGME en el proyecto de investigación e innovación RESERVOIR (Sustainable groundwater RESources managEment by integrating eaRth observation deriVed monitoring and flOw modelIng Results), concedido por la Unión Europea dentro de Horizonte 2020, Programa Marco de Investigación e Innovación.

 

RESERVOIR tiene como principal objetivo proporcionar nuevos productos y servicios para un modelo de gestión de aguas subterráneas sostenible. Para tal fin se desarrollará y validará en cuatro zonas piloto de países del arco mediterráneo con escasez de agua, sequías, presión turística y/o agricultura, que son Italia, España, Turquía y Jordania.

 

El proyecto tiene un enfoque multidisciplinar, basado en la integración de datos remotos de Interferometría SAR, hidrogeológicos, geológicos y socio-económicos con modelos numéricos geomecánicos y de flujo subterráneo. Los resultados derivados del proyecto permitirán definir estrategias de gestión de los acuíferos para optimizar su explotación de forma sostenible.

 

En España la zona piloto a estudiar es el Valle del Guadalentín, cuyo acuífero detrítico se encuentra sobreexplotado desde los años 80, habiéndose registrado la tasa más elevada de subsidencia o hundimiento vertical del terreno por extracción de agua de toda Europa. En concreto, su tasa es superior a 10 cm de hundimiento al año. También se estudiarán el acuífero costero de Comacchio (Italia), el valle del río Gediz (Turquía) y el humedal de Azraq (Jordania).

 

En el proyecto en el que colaboran de forma conjunta la UA y el IGME participan además las universidades de Pavía (Italia), coordinadora del proyecto; de Padua (Italia); de Jordania (Jordania); y Dokuz Eylul (Turquía); la Royal Society for the Conservation of Nature- Azraq Wetland Reserve (Jordania); y el Consorzio di Bonifica di secondo grado per il Canale Emiliano Romagnolo (Italia).

 

El proyecto, incluido en el programa PRIMA, cuenta con un presupuesto total de 1.2 millones de euros, comenzó el 1 de marzo y tiene una duración de 4 años.

 

Roberto Tomás, catedrático de la UA del área de Ingeniería del Terreno, indica que se pretende establecer una estrecha colaboración con las entidades gestoras que, en el caso del acuífero de estudio es la Confederación Hidrográfica del Segura.

 

Subsidencia del terreno

 

La subsidencia del terreno por extracción de agua es uno de los riesgos geológicos que afectan a grandes extensiones del sur de la provincia de Alicante y Murcia (Vega Baja y Vega Media del Segura). Consiste en el hundimiento del terreno cuando se producen descensos de nivel de agua en lo acuíferos por explotación del mismo. Estos descensos pueden alcanzar grandes magnitudes, como en el valle del Guadalentín (Murcia) donde se registra la mayor tasa de hundimiento de toda Europa (> 10 cm/año).

 

Los riesgos geológicos afectan frecuentemente las infraestructuras. Esta situación genera enormes costes sociales y económicos en las sociedades modernas. Por ello su estudio, modelización y prevención juegan un papel muy importante en los efectos que puedan tener sobre nuestra vida cotidiana.

 

RUVID UA Antonio Pertusa (IA) Universidad AlicanteLa UA participa en un proyecto para detectar y localizar lesiones pulmonares por COVID-19 usando IA

 

La inteligencia artificial (IA) ha entrado de lleno en nuestras vidas, y lo ha hecho para quedarse. Y en el ámbito de la medicina abre infinidad de posibilidades. Este es el caso de uno de los proyectos que la Universidad de Alicante (UA) financia, dentro de la convocatoria propia urgente para la financiación de proyectos de investigación sobre el COVID19. Se trata, en concreto, del uso de las herramientas de la IA para detectar y localizar hallazgos que muestren la presencia de COVID-19 en pulmones.

 

Como explica Antonio Pertusa, doctor en Informática y director científico del proyecto Detección y localización en imágenes RX de patrones de infiltrados con especial foco en vidrio deslustrado e infiltrados alveolares, el objetivo es desarrollar una “herramienta de análisis de imagen basada en redes neuronales profundas que indique o no la presencia de COVID-19 en una radiografía”. Además, especifica Pertusa esta herramienta podrá mostrar a los radiólogos las regiones donde hay hallazgos relacionados con esta patología, principalmente infiltrados.

 

La detección precoz y la localización de estas lesiones es fundamental tanto para el diagnóstico como para conocer la evolución del paciente y poder tomar decisiones clínicas. Para llevar a cabo este proyecto el científico informa de que se está construyendo una gran base de datos con imágenes de todos los hospitales de la Comunitat Valenciana liderado por el Banco de Imagen Biomédica de la Comunidad Valenciana (BIMCV). Estos días están realizando las gestiones para acceder a los datos de veintidós hospitales de la CV. Para poder confeccionar este sistema necesitan tanto las imágenes como los hallazgos que están etiquetando los radiólogos.

 

En junio estará listo un primer prototipo. Será un modelo entrenado para detectar las lesiones, si bien no podrá aun “localizar dónde se encuentran”, informa Pertusa, “aunque durante las siguientes fases del proyecto iremos mejorando sus resultados”.

 

Aurelia Bustos, oncóloga, ingeniera informática y doctora en Ingeniería Informática también forma parte del equipo multidisciplinar de profesionales y expertos que componen el grupo de trabajo del proyecto financiado. Antonio Pertusa dirigió su tesis doctoral defendida hace ahora menos de un año. Su trabajo estaba centrado en el campo de las técnicas de IA y su relación con la obtención de informes médico-clínicos y rayos X, estudio por el que obtuvo un sobresaliente cum laude. Esta tesis ha dado como resultado la creación del banco de datos de radiografías denominado PadChest.

 

Bustos participa con la empresa MedBravo, de la que es cofundadora; el resto, hasta más de una docena de especialistas y profesionales de los campos tecnológicos y médico-sanitarios son el propio Antonio Pertusa; Miguel Ángel Cazorla, catedrático en el Departamento de Ciencia de la Computación e Inteligencia Artificial de la UA; la empresa Sierra Research, con Germán González, quien es también profesor asociado de la UA y experto en sistemas de IA aplicados a imagen médica; María de la Iglesia Vayá, Marisa Caparrós, José Manuel Saborit y Joaquim Ángel Montell, de FISABIO; José María Salinas responsable de la unidad informática del Hospital Sant Joan y profesor asociado de la UA, y el equipo de radiólogos liderado por Joaquín Galant, pertenecientes al mismo hospital; y Domingo Orozco y Xavier Barber, de la Universidad Miguel Hernández.

 

La importancia para la ciencia de la colaboración entre organismos

 

El proyecto en marcha en la UA tiene su origen en la anterior en colaboración con el BIMCV, el Hospital Universitario de Sant Joan y MedBravo: PadChest. En aquella ocasión los participantes construyeron un gran banco de datos de radiografías, que incluía más de 160.000 imágenes de 67.000 pacientes que fueron interpretadas e informadas por radiólogos en el Hospital San Juan (España) de 2009 a 2017, pionero a nivel internacional. Jugando con la ventaja de tener las herramientas de análisis en fase avanzada, “decidimos aplicarlas a COVID-19, ya que podremos tener resultados a corto plazo que puedan ayudar a la toma de decisiones con esta patología”, explica el investigador de la UA.

 

En 2020 con la irrupción del COVID-19 los investigadores se han planteado la confección de la base de datos específica de COVID-19. En esta ocasión, el proyecto llamado “Ayuda al diagnóstico, pronóstico y triaje de pacientes COVID-19 mediante la aplicación de IA a datos clínico-radiológicos” codirigido por el BIMCV, con María de la Iglesia Vayá al frente, y la UMH, con dirección de Domingo Orozco.

 

Este proyecto está financiado con 100.000 euros por la Agencia Valenciana de Innovación (AVI); es uno de los seleccionados en la llamada al sistema valenciano de innovación e investigación para la emergencia contra la COVID-19. El miércoles 13 de mayo se presentaba de forma telemática con la asistencia del presidente de la Generalitat, Ximo Puig, el ministro de Ciencia e Innovación, Pedro Duque, y la consellera de Innovación, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital, Carolina Pascual.

 

“Se busca hacer lo que hicimos con PadChest pero esta vez focalizado en COVID-19”, explica el investigador de la UA. Pertusa informa que en breve se podrían publicar los primeros resultados. Tienen procesadas ya cerca de 5.000 imágenes. Estas imágenes son útiles para los médicos y radiólogos “tanto de aquí como de otros países”, señala.

 

También sirve para entrenar modelos de IA aplicados sobre las imágenes. Y aquí es donde arranca el proyecto aprobado por la UA hace escasos días y que se traduce en la creación de una herramienta de análisis de imagen basada en redes neuronales profundas que indique o no la presencia en una radiografía de hallazgos radiológicos relacionados con COVID19.

 

“Dada una imagen de entrada, estas herramientas de análisis basadas en IA obtienen como resultado las localizaciones donde aparecen indicios radiológicos relacionados con COVID-19; es decir, obtiene otra imagen de salida que marca dónde puede haber vidrio deslustrado (si son lesiones muy ligeras) o consolidaciones, entre otras”. La aplicación de IA permite “intentar detectar la enfermedad cuando está empezando para hacer seguimiento y tratamiento”, explica Pertusa.

 

“Detección y localización en imágenes RX de patrones de infiltrados con especial foco en vidrio deslustrado e infiltrados alveolares”, es uno de los diez proyectos que han sido seleccionados para contribuir de forma inmediata a mejorar las actuaciones referentes al COVID-19 desde las diferentes áreas de conocimiento que ayuden a mejorar la situación de las personas y de los sectores económicos en el contexto de la pandemia en curso.

 

Dirigido por Antonio Pertusa, profesor e investigador del Departamento de Lenguaje y Sistemas Informáticos de la Escuela Politécnica Superior de la UA, Pertusa forma parte, además, del grupo de investigación Reconocimiento de formas e inteligencia artificial de la UA.

 

El proyecto está dotado con 10.750 euros, que irán destinados principalmente a la adquisición de equipos y publicaciones científicas. El montante para el FONDO – COVID19 puesto a disposición de la UA suma la cifra de 90.000 euros.

 

RUVID UA bioquímica computacionalLa UA lidera un proyecto para desarrollar pequeñas moléculas que inhiban el desarrollo de la COVID-19 en personas infectadas

 

Investigadores de la Universidad de Alicante (UA) se suman a la carrera científica contra la COVID-19 con un proyecto de investigación para desarrollar pequeñas moléculas que inhiban el desarrollo de este virus en personas infectadas.

 

En la actualidad, existen múltiples agentes inhibidores que deben superar cribas muy severas para conocer sus pros y contras antes de llegar al mercado farmacéutico. De hecho, explica el catedrático de Química Orgánica y miembro del Grupo de investigación de Síntesis Asimétrica (SINTAS) de la UA, José Miguel Sansano, “algunas publicaciones científicas oficiales señalan que algunas sustancias para la inhibición del desarrollo del SARS-CoV-2 muestran una elevada citotoxicidad y efectos secundarios adversos”. En el caso de los compuestos generados en la UA, “presentarían la ventaja de tener un bajo coste económico y con unos leves efectos secundarios para los pacientes”, añade el responsable del proyecto.

 

“El ensayo de productos farmacéuticos antivirales, genéricos o específicos se está realizando en distintos laboratorios alrededor de todo el mundo con el objetivo de inhibir el desarrollo del SARS-CoV-2, lo cual permitiría actuar más eficazmente al sistema inmunológico humano. Esta estrategia es una de las más rápidas para abordar y controlar la infección antes de la comercialización de vacunas seguras”, recuerda Sansano.

 

Hasta el momento, por su similitud con el virus responsable de la hepatitis C, se ha comprobado que los análogos de nucleótidos, nucleósidos y otros inhibidores de las polimerasas del virus de este tipo de hepatitis podrían ser también activos contra la replicación del genoma viral de la COVID-19. En este marco, el Grupo de investigación SINTAS de la Universidad de Alicante trabaja desde hace más de diez años en moléculas que puedan ser inhibidoras de estos virus, administradas en menor concentración y con menos efectos secundarios para los pacientes tratados.

 

Colaboración multidisciplinar

 

El proyecto liderado por José Miguel Sansano se encuentra en sus primeras fases de análisis farmacológico en colaboración con otros centros y expertos como el catedrático de Química Física de la Universitat Jaume I (UJI) Vicent Moliner. En concreto, el grupo de investigación de Moliner está llevando a cabo una simulación computacional de cómo actúan las moléculas diseñadas en la UA con una proteína viral, la MPro que se encarga de desarrollar toda la maquinaria de reproducción viral en el organismo vivo.

 

Para acelerar y facilitar esta parte del proyecto, el Instituto Universitario de Investigación Informática de la UA ha puesto a disposición del equipo de la UJI un clúster computacional para las simulaciones.

 

“Si la interacción entre la molécula desarrollada en los laboratorios de la UA y la proteína viral MPro es lo suficientemente intensa como para inhibir su acción biológica, vamos a proceder a la síntesis de este compuesto”, explica José Miguel Sansano. Superada esta etapa, añade el experto de la Universidad de Alicante, “queremos contar en un futuro con la experiencia de la Fundación para el Fomento de la Investigación Sanitaria y Biomédica de la Comunitat Valenciana (FISABIO) para realizar ensayos y probar su actividad in vitro”.

 

El proyecto del catedrático José Miguel Sansano, titulado Evaluación de sustancias heterocíclicas inhibidoras del SARS-CoV-2, es una de las diez propuestas financiadas por el Vicerrectorado de Investigación y Transferencia de Conocimiento de la Universidad de Alicante, a través de la convocatoria propia urgente para la financiación de proyectos de investigación sobre la COVID-19, con una dotación de 6.500 euros.


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