Innovación: ¿Podría la energía solar ayudar a nuestros pacientes más vulnerables?

Solar panels on roof Shamwana hospital Congo DRC

El oxígeno concentrado, vital en el cuidado de algunos de nuestros pacientes más graves, representa un desafío para su transporte y es costoso de producir. El especialista en logística de Médicos Sin Fronteras, Per-Erik, investiga actualmente una solución simple para un problema desafiante: la luz solar.

El oxígeno concentrado, vital en el cuidado de algunos de nuestros pacientes más graves, representa un desafío para su transporte y es costoso de producir. El especialista en logística de Médicos Sin Fronteras, Per-Erik, investiga actualmente una solución simple para un problema desafiante: la luz solar.
 
El oxígeno concentrado puede salvar vidas. Mientras que el aire que respiramos contiene alrededor del 20% de oxígeno, el oxígeno concentrado es de alrededor del 90%. Esto significa que, ya sea para bebés prematuros cuyos pulmones no se han desarrollado completamente, niños con neumonía o hipoxemia, o para pacientes con diversos problemas de salud, el oxígeno concentrado es una herramienta vital para los médicos en todo el mundo.
 

 

El problema

Los concentradores de oxígeno consumen una gran cantidad de energía. Para alimentar un solo concentrador de oxígeno de manera continua, se necesitan más de 100 litros de diesel por mes. Requieren tanta energía que en muchos proyectos de MSF, son los principales consumidores de energía.
 
El uso de oxígeno en los proyectos de MSF está aumentando exponencialmente, ya que nuestros médicos y enfermeras adoptan nuevas técnicas para tratar a los bebés recién nacidos, por ejemplo. Esto significa que proporcionar un suministro adecuado de oxígeno de grado médico es un desafío creciente.
 

La chispa de una idea

En mi primera misión con MSF, trabajé como técnico de logística en Shamwana, una aldea remota en la República Democrática del Congo. Después de 10 años de prestar servicios de atención médica, quirúrgicos, de salud reproductiva y de salud mental, había llegado el momento de que MSF traspasara el funcionamiento del hospital al Ministerio de Salud congoleño.
 
Había un problema.
 
El hospital se encontraba en una zona muy apartada y, al igual que muchos hospitales y clínicas de MSF, dependía de los envíos de combustible para operar los generadores. En ausencia de MSF, estos envíos no serían sostenibles. Pero sin la electricidad del generador, el hospital no podría encender las luces, y mucho menos los concentradores de oxígeno.
 
En los meses previos a que MSF entregara el hospital al Ministerio de Salud, tuvimos una idea. Después de muchas llamadas telefónicas, una lucha por los suministros y una carrera contra el reloj, logramos instalar un conjunto de paneles solares en el techo del hospital, con baterías para almacenar la energía. Fue suficiente para proporcionar electricidad para las luces, el oxígeno médico y para operar una "cadena de frío", la refrigeración necesaria para mantener efectivos algunos de los medicamentos.
 

 

¿No se requieren baterías?

El proyecto de Shamwana me hizo pensar. Si pudo funcionar allí, ¿podría la energía solar ayudar a proporcionar un suministro sostenible de oxígeno en otros hospitales? En Shamwana usamos baterías para almacenar la energía solar y luego para alimentar los concentradores de oxígeno. Pero las baterías tienen una vida útil limitada, y en áreas remotas puede tomar tiempo y ser costoso reemplazarlas.
 
¿Qué pasaría si pudiéramos utilizar la energía directa del sol para producir el oxígeno concentrado durante el día y luego almacenarlo para que esté listo para usarse cuando fuera necesario? Sin necesidad de baterías.
 
Formamos un equipo que decidió investigar. Algunos de nosotros somos de la Unidad de Innovación de MSF en Suecia, y otros son parte del centro operativo de MSF en Ámsterdam. Aplicamos al “Semillero de Ideas”, un fondo que apoya al personal de MSF para probar nuevos enfoques a los desafíos de trabajar en emergencias médicas. Y dijeron que sí.
 

Caro producirlo, riesgoso de transportar

Nuestra investigación muestra que los hospitales y clínicas de MSF dependen principalmente de concentradores de oxígeno pequeños y móviles diseñados originalmente para el uso doméstico de los pacientes. Al igual que el hospital de Shamwana, la mayoría usa generadores diesel para alimentarse.
 

 
 
Observamos las cifras y calculamos que el costo de mantener uno de estos generadores durante un año en la República Democrática del Congo era de alrededor de 5,200 euros. Obviamente, el costo del diesel varía de un país a otro, ¡pero esa cantidad es varias veces mayor de lo que cuesta comprar el concentrador en sí mismo!
 
En algunos hospitales, el personal de MSF también usa tanques de oxígeno de alta presión. Estos presentan riesgos, ya que los recipientes son propensos a explotar si no se almacenan y transportan adecuadamente. Los grandes volúmenes necesarios son un desafío para el transporte, especialmente cuando llevas todos sus suministros en camión a una clínica en un lugar remoto.
 
¡Otra razón para ver si la energía solar podría ser la respuesta!
 

Bajo presión…

Entonces, comenzamos a investigar diferentes métodos para comprimir y almacenar oxígeno de grado médico. La primera idea que exploramos fue la 'compresión de alta presión'.
 
Para nuestro proyecto, usar compresión a alta presión significaría generar oxígeno y luego almacenarlo a alta presión en tanques. Debido a que esto se haría en el hospital, no habría que preocuparse por el transporte de los tanques potencialmente explosivos a lo largo de carreteras con baches en entornos peligrosos, como en zonas de conflicto.
 

 
 
Nos reunimos con algunas de las compañías que fabrican este tipo de equipos para hospitales. Ninguno de ellos había considerado a fondo la posibilidad de usar energía solar para sus equipos.
 
Peor aún, el costo de invertir en equipos de gran escala en nuestros hospitales era mucho más caro que utilizar los generadores portátiles que MSF utiliza actualmente.
 
El costo adicional depende de la oferta y la demanda: las estaciones de generadores de oxígeno médico son equipos especializados producidos en lotes pequeños para hospitales. Son caras. Los concentradores portátiles que MSF utiliza en la actualidad, son producidos en masa para el gran mercado de atención domiciliaria, por lo que son mucho más baratos.
 
Los obstáculos de precio y energía significaban que necesitábamos considerar una nueva estrategia: tecnología de almacenamiento de baja presión.
 

Bajo (significativamente menos) presión …

En lugar de utilizar altos niveles de presión para comprimir el oxígeno en los tanques de almacenamiento, un enfoque de baja presión utiliza un tanque mucho más grande, y requiere de un sistema de tuberías para llevar el oxígeno hasta los pacientes.
 
Hay ventajas y desventajas.
 
Debido a que el oxígeno no se encuentra tan comprimido como en las soluciones de alta presión, el gas tiene un volumen mucho mayor, lo que significa un sistema de almacenamiento voluminoso. También es necesario ensamblar el sistema de tuberías, lo que significa que no es tan flexible como llevar un concentrador a la cabecera de un paciente.
 
Sin embargo, el oxígeno por tubería puede ser más cómodo para los pacientes porque no tienen un ruidoso concentrador funcionando constantemente junto a la cama. También es mejor para el control de infecciones, ya que los concentradores no se moverían ni operarían cerca de los pacientes.
 
Aunque adoptar un enfoque de baja presión parecía que podría ser una respuesta posible, no había ningún producto en el mercado que pudiera hacer lo que necesitábamos. Íbamos a necesitar ayuda.
 
Diamedica (UK) Limited, un fabricante de equipos médicos especializado en el desarrollo de productos para entornos desafiantes, acordó trabajar con nosotros para crear un prototipo.
 

 

Tiempo y Espacio

Entonces, con nuestro nuevo plan, podríamos comenzar a probar la idea. Por espacio y apoyo, nos dirigimos a Bruselas, a L'Espace Bruno Corbé (EBC). El único problema potencial era el impredecible sol de Bélgica…
 
L’Espace o «el centro» proporciona apoyo médico, técnico y logístico para las actividades de formación e innovación de MSF. Es un complejo que está desconcertado de la red de servicios, en el centro de Bruselas, sin electricidad ni agua corriente, lo que lo convierte en un campo de pruebas muy realista. El objetivo principal es el entrenamiento: está diseñado para estar lo más cerca posible del terreno sin estar en el terreno.
 
Las pruebas comenzaron con el sistema de energía solar. Para hacer funcionar el generador de oxígeno, necesitaríamos un sistema de energía solar capaz de mantener una flujo constante de 1.1 kW (AC a 220V) durante el mayor número de horas posible.
 

 
 
El sol belga brilló para nosotros, pero mantener un flujo constante de electricidad depende de un aporte constante de luz solar. ¡No es tan fácil cuando recuerdas que el sol se mueve en el transcurso del día!
 
Descubrimos que la opción menos costosa y más simple sería instalar los paneles y orientar la mitad directamente hacia el este (para atrapar el sol en la primera mitad del día) y la mitad hacia el oeste (para generar energía en la tarde).
 

¿Funcionaría?

Luego nos enfocamos en la compresión y en el almacenamiento del oxígeno. ¿El sistema de baja presión funcionaría con energía solar?
 
Para crear el prototipo utilizado para la prueba, Diamedica adaptó un equipo diseñado originalmente como suministro de oxígeno de respaldo para mantener las máquinas de anestesia funcionando en caso de cortes de energía.
 
El sistema consiste en un concentrador de oxígeno estándar, un pequeño compresor y dos recipientes separados de almacenamiento de 120 litros cada uno.
 
Después de una serie de pruebas y muchas matemáticas, estábamos seguros: ¡es viable un sistema de almacenamiento y concentración de oxígeno con energía solar!
 
 

 

Mirando hacia el futuro…

Hay muchos pasos a seguir, como trabajar en el sistema de tuberías necesarias para distribuir el oxígeno de un sistema de baja presión, e incluso la comparación de esto con un sistema de alta presión más económico del que nos hemos enterado recientemente. Pero definitivamente hemos alcanzado un hito. El sistema funcionó.
 
MSF busca cultivar una cultura de innovación. Asegurar que los pacientes tengan oxígeno de grado médico que les salve la vida allí donde lo necesiten, incluso después de que MSF se retira, realmente subraya por qué es tan importante.
 
 
¿Quieres leer el informe completo de Per-Erik y el equipo? La energía solar funciona, pero ¿las tuberías serán prácticas en una ubicación remota? Manténte al tanto de las actualizaciones sobre este y muchos más proyectos de innovación de MSF siguiendo @MSF_Innovation. ¿Quieres colaborar? Puedes contactar al equipo aquí.
 
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