Oxígeno medicinal e industrial: la gran demanda ante el COVID-19
El COVID-19 ha disparado la demanda de oxígeno medicinal en el Perú y el mundo ¿Qué es exactamente, en qué se diferencia del industrial y cómo se obtienen? Conócelo en esta nota.
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UTEC
La reciente pandemia de COVID-19 ha resultado en un incremento de entre 5 a 10 veces la demanda típica de oxígeno medicinal en el mundo [1]. Esta mayor demanda en el Perú se reporta en alrededor de 173 toneladas al día [2]. En esta nota, conocerás más sobre el oxígeno medicinal e industrial.
¿Qué es el oxígeno medicinal? ¿Cómo se le obtiene?
Oxígeno medicinal es el nombre que recibe una mezcla de gases que tiene un porcentaje de oxígeno típicamente igual o superior a 93% y es ampliamente recetado a pacientes ventilados mecánicamente en unidades de cuidados intensivos [3]. El estándar conocido como Oxygen 93 percent, contiene no menos de 90% ni más de 96% de oxígeno, y el resto de nitrógeno y argón y además no contiene más de 0.03% de CO2 ni más de 0.001% de CO [4]. Esta mezcla se puede obtener típicamente en plantas de oxígeno con capacidades que varían desde la pequeña (pocos litros por minuto) a la gran escala (120 toneladas por día) y que operan con sistemas de tamices moleculares de tecnología PSA (adsorción con cambio de presión, por sus siglas en inglés). En ellos se somete el aire del medio ambiente a etapas de filtración y compresión antes de pasarlo a través de un lecho de zeolita 5A, material que, dependiendo de la presión y temperatura, retiene más nitrógeno que oxígeno, resultando así un aire con mayor proporción de oxígeno.
El oxígeno medicinal ha de almacenarse en cilindros y/o tanques de baja presión, que no deben haber sido tratados con ningún compuesto tóxico o irritante para el sistema respiratorio de los pacientes usuarios [4].
¿Qué es el oxígeno industrial y cómo se produce?
El oxígeno industrial tiene, en principio, los mismos componentes que el oxígeno medicinal, dado que, en la manufactura de ambas, se procesa la misma materia prima: aire. Sin embargo, para los usos señalados por la norma técnica peruana NTP 311.113:1978, el porcentaje de oxígeno en él debe ser igual o superior a 99.5%.
Se suele producir mediante plantas de oxígeno que operan unidades de separación de aire (ASU, air separation units) mediante destilación a muy bajas temperaturas. El aire se somete a etapas de remoción de impurezas, compresión, expansión y enfriamiento a fin de alcanzar temperaturas lo suficientemente bajas como para que el nitrógeno (P. eb = -195.8°C) pueda separarse como vapor y el oxígeno (P. eb = -183°C) como líquido en una columna de destilación criogénica. El nitrógeno es típicamente purgado, mientras que el oxígeno líquido producido se almacena y se le gasifica nuevamente, según sea necesario. Estos procesos pueden ser diseñados y optimizados por computador, como se aprecia en la figura 1.
¿Cómo puedo estar seguro que un cilindro tiene oxígeno y en el porcentaje que debe tener?
La presencia de oxígeno en una muestra gaseosa se puede reconocer debido al cambio de color de una solución acuosa alcalina de pirogalol de incoloro a marrón, al burbujear dicha muestra en ella debido a la reacción entre oxígeno y pirogalol. Este mismo principio, se puede usar para determinar el porcentaje de oxígeno en un volumen de muestra gaseosa [5], aunque hoy se emplea métodos analíticos más seguros como el que se basa en la oxidación de cobre en soluciones de cloruro de amonio amoniacal [4,6]. El uso de sensores electroquímicos [7] también es posible, si se hallan adecuadamente calibrados y su señal eléctrica compensada ante cambios en la temperatura del gas.
Precauciones de seguridad
El oxígeno es un gas comburente, es decir facilita la combustión de materiales inflamables. Por tanto, se debe extremar precauciones ante posibles fugas del mismo y debe usarse equipo de protección adecuado para lidiar con ellas. Una buena práctica consiste evitar la cercanía de todo tipo de material inflamable, fuentes de ignición y luz solar directa. Asimismo, los cilindros deben estar asegurados apropiadamente para evitar que sean derribados, y la válvula reguladora de presión protegida de impactos.
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Referencias
[1] A. Scott. “How industrial gas firms are meeting demand for medical oxygen for COVID-19 patients.” cen.acs.org. https://cen.acs.org/business/inorganic-chemicals/industrial-gas-firms-meeting-demand/98/i15 (accessed June 8, 2020).
[2] The Associated Press, “Peru Is Running Out of Oxygen for COVID-19 Patients.” nytimes.com
https://www.nytimes.com/aponline/2020/06/05/world/americas/ap-lt-virus-outbreak-peru-oxygen.html (accessed June 8, 2020).
[3] S. Suzuki, G. Eastwood, N. Glassford, L. Peck, H. Young, M. Garcia-Alvarez, A. Schneider, R. Bellomo, “Conservative Oxygen Therapy in Mechanically Ventilated Patients,” Critical Care Medicine, vol. 42, no. 6, pp. 1414-1422. 2014.
[4] U.S. Pharmacopeia. http://ftp.uspbpep.com/v29240/usp29nf24s0_m59560.html (accessed June 8, 2020).
[5] L. A. Munro, “A modification of the pyrogallol method for determining the amount of oxygen in the air,” J. Chem. Educ., vol. 5, no. 6, pp. 741. 1928.
[6] W. L. Badger, “The Determination of Oxygen by the Copper-Ammonia Ammonium Chloride Reagent,” Ind. Eng. Chem., vol. 12, no. 2, pp. 161–164. 1920.
[7] N. Akmal, J. Lauer, "Electrochemical Oxygen Sensors: Principles and Applications,” in Polymers and Sensors. ACS Symposium Series, Vol. 690, 1998, ch. 13, pp. 149-160.
Seis películas y series para reflexionar sobre la ciencia y la tecnología
El cine y la televisión son armas muy poderosas para repasar los avances científicos y tecnológicos más importantes de la historia, y mostrar el posible impacto de los nuevos descubrimientos en nuestra sociedad.
Si estudias una carrera relacionada con estos campos y necesitas inspiración, aquí te compartimos seis recomendaciones.
Sillicon Valley
Esta serie aborda la lucha de un grupo de amigos para crear la próxima revelación tecnológica en Sillicon Valley. Los conflictos que deben afrontar van desde enfrentamientos con los competidores más poderosos de este valle hasta errores mínimos de programación. Si bien es una serie bastante cómica, está cargada de referencias al entorno tecnológico que seguro disfrutarás.
Ex- Machina
En esta película, un joven programador que trabaja para una compañía de internet gana un concurso para ayudar al director con el análisis de un robot y determinar si tiene conciencia o sentimientos. La película, que aborda el impacto de la inteligencia artificial (IA) y la relación entre el hombre y la máquina, ganó el Óscar a los mejores efectos visuales del 2015.
Black Mirror
Estrenada en Netflix en el 2011, es una de las series más populares de la década. Sus historias reflexionan sobre el impacto de la tecnología en la vida de las personas. Algunas hacen referencias a futuros distópicos, pero otras muestran situaciones que podrían suceder en la actualidad. Fue ganadora de dos premios Emmy en 2017 y 2018.
La teoría del todo
En este filme conoceremos la vida y obra del famoso físico británico Stephen Hawking, cuyos aportes impulsaron el desarrollo de campos como la mecánica y la física cuántica. La cinta recorre tanto sus contribuciones a la ciencia como su adecuación a la vida frente a la esclerosis amiotrófica lateral, y su relación con Jane Wilde, con quien estuvo casado por tres décadas y tuvo tres hijos.
Mr. Robot
Esta serie se centra en Elliot Alderson, un ingeniero de seguridad informática que se une a un grupo de hackers activistas llamado Fsociety. Su objetivo es destruir todos los registros bancarios de créditos una vez que acceda a los datos de un gran conglomerado. En el 2016, la serie recibió seis nominaciones a los Premios Primetime Emmy y ganó en la categoría a mejor actor en una serie dramática, por el papel de Rami Malek como Elliot.
El código enigma
La película nos invita a recorrer la vida del matemático inglés Alan Turing, responsable de la teoría de la ciencia computacional y un hombre clave para el desenlace de la Segunda Guerra Mundial. Su trabajo permitió descifrar los mensajes enviados por los nazis. Entre los premios que recibió esta cinta destaca el Óscar a mejor guion adaptado.
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José Santiváñez, PhD
Director de Calidad y Transformación Educativa
Luz Narciza Pérez Tulich
Senior Laboratory Manager
Intersticio: ¿un nuevo órgano?
¿Es este realmente un nuevo órgano descubierto por la ciencia? Conoce más sobre el intersticio.
Escrito por:
UTEC
El intersticio se encuentra conformado por tejido conectivo conformado por una monocapa celular que rodea casi todos los órganos del cuerpo como los pulmones, piel, tracto digestivo y arterias y que está conformado por colágeno y elastina. Por muchos años el método más usado por los científicos y en el área médica ha sido la fijación de tejidos y observarlo bajo microscopio. Pero un estudio publicado el pasado 27 de marzo en Scientific Reports dio a conocer que un grupo de investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Nueva York, liderados por Neil Theise usando una nueva técnica de microscopía in vivo, la endomicroscopía confocal con láser basado en sondas (pCLE) que brinda imágenes histológicas en tiempo real, presentaban según ellos, la evidencia de que el intersticio humano (espacio intercelular), podría ser mucho más de lo que se tenía descrito hasta el momento, si no que en efecto podría tratarse del órgano más grande en el cuerpo humano.
Según la publicación esta nueva técnica de microscopía permitió ver que el intersticio no es la densa pila de tejido conjuntivo que se ve al fijar el tejido, si no que es más como una matriz de haces de colágeno intercalados con líquido y que cuyas conexiones con el sistema linfático podrían estar involucrados en la inmunidad y en la metástasis del cáncer.
(A) El microscopio electrónico de transmisión muestra haces de colágeno (asteriscos) s. Barra de escala, 1 μm. (B) Mayor aumento muestra que las células (punta de flecha) carecen de características de endotelio u otros tipos de células y no tienen membrana basal. Barra de escala, 1 μm. (C) Las imágenes muestran que los haces son de colágeno fibrilar (azul oscuro), (40 ×). (D) La tinción elástica de Van Gieson muestra fibras de elastina (negras) que corren a lo largo de haces de colágeno (rosa) (40 ×).
Fuente: doi: 10.1038/s41598-018-23062-6.
Para Theise, saber cómo se propagan las enfermedades a través de esta parte del cuerpo podría ayudar a los investigadores a comprender mejor cómo se propaga el cáncer."¿Podemos detectar [enfermedades] antes al tomar muestras de fluido del espacio? ¿Podemos descubrir mecanismos para detener la propagación?".
Endoscopia confocal con láser basada en sondas (pCLE):
La endomicroscopía confocal con láser basada en sondas (pCLE) es una técnica endoscópica que permite tomar imágenes de alta resolución de la mucosa, facilitando la identificación de microestructuras celulares y subcelulares. El sistema pCLE está basado en sondas que comprenden un haz de fibra óptica con una lente distal integrada que está conectada a una unidad de escaneo láser. Esta técnica permite ver los tejidos internos directamente sin cortarlos ni dañarlos.
El método implica el uso de una pequeña sonda de cámara que tiene una apariencia microscópica alrededor del cuerpo humano. El tejido se ilumina con los láseres del endoscopio y los patrones de fluorescencia que refleja son analizados por sensores.
Theise y colaboradores hicieron pruebas en base a una estructura visualizada por algunos médicos mediante pCLE y que no sabían de qué se trataba; el equipo trató de obtener un imagen del tejido mediante fijación pero mediante esta técnica no se pudo ver las estructuras obtenidas por pCLE, pero al hacer una biosia y mantenerla en frío pudieron mantener la estructura y obtener imágenes mediante microscopía de fluorescencia.
Definición de órgano y el Intersticio:
Definimos un órgano como algo que es a la vez autónomo y suficiente, y que realiza una función específica. De esta manera, los investigadores argumentan en el documento, que el intersticio encaja: a diferencia del tejido conjuntivo normal que simplemente se sienta y se conecta y protege, el intersticio es una red de proteínas activas que funcionan juntas.
En el estudio, los autores especulan que los espacios podrían ser importantes para una serie de funciones, incluida la generación del colágeno que soporta las células en ciertos tejidos, así como para alojar las células madre que se apresuran a reparar los tejidos dañados. También pueden desempeñar un papel en la conducción de señales eléctricas a medida que las células se mueven y estiran. Debido a que los espacios forman una vía fluida que une tejidos y órganos, también puede explicar por qué algunos cánceres, si invaden los espacios, se propagan más rápidamente que otros.
Entonces, ¿el intersticio es nuestro órgano más nuevo? Aún hay mucho debate al respecto, queda mucha más investigación que hacer, incluyendo confirmar cuán extenso es el intersticio y cual es exactamente su rol. Pero con un poco más de estudio, el intersticio podría convertirse dentro de pocos años oficialmente en nuestro órgano número 80. Por lo pronto, Theise y sus colegas ya están investigando la anatomía del desarrollo del intersticio en ratones, y también están investigando más a fondo cómo aparece en otros tejidos tanto en modelos animales como en personas. Otras direcciones futuras incluyen el papel del intersticio en enfermedades, incluido el cáncer y la enfermedad hepática.
Esta es una muestra de la importancia del desarrollo de nuevas tecnologías que nos ayudan a entender mejor el cuerpo humano lo que nos lleva a resolver las aún encrucijadas sobre nuestro cuerpo y ayudan a conocer mejor el diagnóstico y tratamiento de patologías ya que si descubrimos el mecanismo, podemos descubrir cómo interferir con él.
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Fuentes:
1.- Neil D. Theise & et. al. Structure an Distribution of an Unrecognized Interstitium in Human Tissues. Scientific Reports. Volume 8. Article number: 4947. 2018
2.- Is the Interstitium Really a New Organ? 28 de Marzo, 2018. https://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/52168/title/Is-the-Interstitium-Really-a-New-Organ-/
3.- Scientists found a ”new organ”, but it might notbe what you’re expecting. 2 de Marzo, 2018. https://www.popsci.com/interstitium-new-human-organ-anatomy
4.- Interstitium: New organ discovered in human body after it was previously missed by scientists. 28 de Marzo, 2018. https://www.independent.co.uk/news/health/new-organ-human-body-interstitium-cancer-skin-scientists-discovery-new-york-a8275851.html
5.- Scientists Have Discovered a New Organ in the Human Body. What is the Interstitium? 27 de Marzo, 2018. http://time.com/5217273/human-body-organ-interstitium/
6.- New Human “Organ” Was Hiding in Plain Sight. 27 de Marzo, 2018. https://news.nationalgeographic.com/2018/03/interstitium-fluid-cells-organ-found-cancer-spd/
7.- In this Tissue a New Organ? Maybe. A Conduit for Cancer? It Seems Likely. 31 de Marzo, 2018.https://www.nytimes.com/2018/03/31/health/new-organ-interstitium.html
8.- New organ could help understajd spread of cancer. 28 de Marzo, 2018. http://www.euronews.com/2018/03/28/new-organ-could-help-understand-spread-of-cancer
8.- Scientists Discover What Seems to Be a Brand New Human Organ. 28 de Marzo, 2018
9.- Ralf Kiesslich, Martin Goetz, Markus F. Neurath. Confocal Laser Endomicroscopy for Gastrointestinal Diseases.Gastrointestinal Endoscopy Clinics of North America. Volume 18, Issue 3, 2008. Pages 451-466.
¿Qué hace un ingeniero civil?
Te contamos más sobre el campo de acción de los profesionales en Ingeniería Civil.
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UTEC
La Ingeniería Civil es la rama que se encarga del diseño, construcción y mantenimiento de infraestructuras como carreteras, ferrocarriles, puentes, canales, presas, puertos, aeropuertos y demás, las cuales transformarán las ciudades. Los profesionales de esta carrera pueden ocupar puestos en casi todos los niveles, tanto en el sector público como privado, trabajando por cuenta propia o para grandes empresas. Entre sus actividades principales está la planificación, organización, dirección, control y supervisión de las obras, siempre pendientes de las normativas vigentes y el cumplimiento del marco legal.
Los ingenieros civiles deben estar capacitados para realizar funciones tanto en el área administrativa como en la técnica de una obra, pues es muy probable que se mueva en ambos ámbitos. Es decir, pueden trabajar tanto en planta como en oficina y es importante que conozcan y comprendan cómo funcionan las dos partes.
Funciones del área administrativa:
* Conocer todas las especificaciones del proyecto de obra.
* Ser responsable de los documentos del proyecto y facilitarlas al equipo cuando sea necesario.
* Mantener constante comunicación con el representante del de la obra y las personas del equipo.
* Comprobar la calidad de los materiales a ser utilizados.
* Verificar que se cumplan los tiempos dentro de la obra, evitando cualquier retraso.
* Garantizar el cumplimiento de las normas de seguridad en la obra.
* Supervisar y coordinar la elaboración de los planos de construcción.
Funciones del área técnica:
* Liderar la obra, explicando a los trabajadores las especificaciones del proyecto.
* Asegurar que las actividades dentro de la obra se desarrollen de manera segura.
* Comprobar la calidad de materiales y herramientas ser utilizadas, asegurándose que cumplan con las normas de seguridad.
* Reportar cualquier falla o accidente dentro de la obra.
Las funciones que cumple un ingeniero son bastante amplias y van a depender de tus años de experiencia en el rubro. Éstas pueden ir desde la aprobación del proyecto hasta los detalles técnicos de la obra, pero siempre en busca del mismo objetivo: cumplir los lineamientos del proyecto.
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Ingeniería Mecánica: Conoce todo lo que necesitas saber sobre esta carrera
Si estás pensando en estudiar Ingeniería Mecánica en UTEC, aquí respondemos algunas de las preguntas más frecuentes.
Escrito por:
UTEC
Si estás interesado en estudiar Ingeniería Mecánica , aquí te contamos todo lo que necesitas saber sobre esta carrera y la visión que tenemos en UTEC.
¿Qué es la Ingeniería Mecánica?
Es diseñar máquinas innovadoras y sistemas para la industria. Esta carrera tiene un papel protagónico en el desarrollo, diseño y fabricación de los nuevos materiales que transforman el mundo. Además, es una de las especialidades más versátiles y completas de la ingeniería. Esto permite a los profesionales planificar, desarrollar, y dirigir proyectos interdisciplinarios en distintas industrias.
¿Qué áreas existen dentro de ella?
Las cuatro áreas principales tradicionales de la Ingeniería Mecánica son: Diseño, Materiales, Manufactura, Energía, y Mantenimiento. Sin embargo, en los últimos años, áreas como la Biomecánica y Mecatrónica/Automatización han generado nuevas oportunidades en esta carrera. El uso de nuevos materiales en la biomecánica marcan una nueva era para los ingenieros mecánicos a fin de desarrollar soluciones para la sociedad.
¿Cuáles son los objetivos de la carrera?
Ingeniería Mecánica busca formar ingenieros innovadores con aptitud para la investigación y aplicación de ingeniería en alianza con las universidades del exterior y las empresas más reconocidas del sector. Es por ello que la carrera ofrece a los estudiantes competencias para ser un profesional versátil y que pueda liderar proyectos para el desarrollo del país, en infraestructura, en desarrollo de materiales, mantenimiento, diseño de máquinas, manufactura, energía y biomecánica; así como ser agentes del cambio gestionando proyectos de ingeniería con un gran sentido de responsabilidad social, ambiental y ético.
¿Por qué estudiarla Ingeniería Mecánica en UTEC?
Los profesores poseen una visión internacional, por lo que realizan proyectos de desarrollo e investigación con empresas y universidades líderes dentro y fuera del país.
Contamos con una estrecha relación con empresas de prestigio en el sector a nivel nacional e internacional.
Se desarrollan investigaciones con universidades del primer mundo como MIT, Harvard, Purdue.
Se estudian y desarrollan casos reales prácticos en Ingeniería Mecánica.
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¿Qué es la Bioingeniería?
Conoce más detalles de la carrera de Bioingeniería en UTEC.
Escrito por:
UTEC
La bioingeniería es la rama de la ingeniería que aplica conceptos y métodos físico-matemáticos para darle solución a los problemas de las ciencias de la vida. Para ello, utiliza metodologías analíticas y sintéticas de la ingeniería.
Estudiando la carrera de Bioingeniería en la Universidad de Ingeniería y Tecnología - UTEC te enseñaremos cómo llevar tus conocimientos de ciencia y tecnología a un nivel en el que podrás revolucionar tanto la medicina como la biología. El bioingeniero tiene la capacidad de liderar grupos dedicados a la investigación de materiales biogenéticos y al análisis de la biodiversidad en los sectores pesqueros y agropecuarios.
Estudia Bioingeniería en UTEC y guiaremos tu carrera con un enfoque holístico, aprendizaje activo, desarrollo de proyectos desde los primeros ciclos y una visión global a través de nuestros convenios internacionales.
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Oscar E. Ramos Ponce, Ph.D.
Director de Ingeniería Electrónica e Ingeniería Mecatrónica
¿Cuál es la importancia de la ciencia y la tecnología en la humanidad?
La participación de la ciencia y la tecnología en el mundo va cada vez más adelante.
Escrito por:
UTEC
Hoy en día, la ciencia y la tecnología se desarrollan casi en todo momento de nuestras vidas y en UTEC conocemos la importancia de ello. La presencia de estas dos ramas ha formado parte del desarrollo humano de tal manera que a veces ya no nos damos cuenta de la magnitud de participación que tienen.
Cuando hablamos de tecnología es probable que se nos vengan a la mente algunos de los elementos con los que solemos interactuar a lo largo del día: celular, computadora, dispositivos portátiles y más. Sin embargo, la ciencia y la tecnología están presentes en eso y más: son importantes para el mundo puesto que a lo largo del tiempo se han convertido en instrumentos de transformación en nuestra sociedad.
¿Qué relación tienen la ciencia y la tecnología?
La ciencia y la tecnología se diferencian en su objetivo final: la primera busca comprender el universo y su funcionamiento, mientras que la segunda no describe el mundo, sino que lo modifica para adaptarlo a las necesidades humanas. Sin embargo, si miramos a nuestro alrededor, nos daremos cuenta que la relación entre ambas es muy íntima, pues las tecnologías emplean el conocimiento del universo generado por las ciencias para mejorar sus técnicas, y las ciencias hace lo propio, echando mano de las tecnologías más avanzadas para llevar a cabo sus experimentos.
Sin ciencia y tecnología no hay futuro
Tanto la ciencia como la tecnología justifican su existencia en la búsqueda y el desarrollo de productos, servicios, medios, herramientas y otras entidades, capaces de satisfacer las necesidades humanas y de la vida en general, problemas de salud se han solucionado gracias a la ciencia y tecnología. Se han convertido en ramas de la actividad inseparables de la vida y el progreso de la sociedad desde hace varias décadas.
Ciencia y tecnología para la educación del futuro
En UTEC reafirmamos nuestro compromiso hacia nuestros estudiantes: seguir preparándolos con conocimientos que realmente los ayuden a generar un impacto en el mundo, que siempre necesita de nosotros.
¿Hoy imaginas un mundo sin el desarrollo de la ciencia y la tecnología? La sociedad sigue evolucionando y a partir de ello es que la necesidad de la transformación de estas dos ramas también va en aumento. En UTEC lo sabemos y es por ello que formamos profesionales capaces de liderar el futuro y solucionar problemas del día a día.
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