El Instituto de Astrofísica de Andalucía se une al proyecto para la detección de COVID-19 en superficies
El IAA aportará estudios de polarimetría al proyecto, que ya combina la adquisición de imágenes en todo el rango óptico y submilimétrico y su análisis con inteligencia artificial
Investigadores de distintas instituciones andaluzas, liderados por investigadores de la ETS de Ingeniería de la US, están trabajando en un proyecto para el diseño de un prototipo capaz de detectar el virus SARS-CoV-2 sobre superficies de distintos materiales mediante el uso de tecnologías ópticas ya existentes combinadas con inteligencia artificial (IA). El Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), a través del su Laboratorio Cósmico de Polvo (CODULAB) se ha sumado a este proyecto, financiado por el Instituto de Salud Carlos III, dependiente del Ministerio de Ciencia e Innovación.
El CODULAB es un laboratorio experimental que estudia cómo las partículas de polvo dispersan la luz, algo esencial para el estudio de las atmósferas planetarias, de la envoltura de gas y polvo que rodea el núcleo de los cometas o de los discos donde se forman los planetas. También ha estudiado muestras de polvo producido por erupciones volcánicas o desplazado por grandes tormentas de polvo en nuestro planeta y, ahora, está siendo adaptado para detectar virus sobre distintos tipos de superficies.
“Para empezar vamos a trabajar con un láser que emite a una longitud de onda del orden del tamaño del virus, de esa forma será más fácil su detección. Además, estamos adaptando el tren óptico para poder estudiar superficies en vez de las nubes de polvo cósmico con las que solemos trabajar”, apunta Olga Muñoz, investigadora del IAA-CSIC que coordina el laboratorio.
El proyecto al que los investigadores del IAA-CSIC se incorporan, y que se lidera desde el Grupo de Física Interdisciplinar del Departamento de Física Aplicada III de la ETS de Ingeniería de la Universidad de Sevilla, responde a la carencia actual de métodos de detección y visualización de la presencia del virus en superficies. Su objetivo reside en desarrollar un prototipo portátil que combinaría sistemas de lectura de imágenes multiespectrales, tanto en el rango óptico (de ultravioleta a infrarrojo térmico) como en el rango de terahercios, métodos de análisis mediante óptica computacional e inteligencia artificial (machine learning).
Esto permitiría el análisis rápido y sin contacto de las zonas contaminadas por medio de la generación de mapas de distribución espacial en el campo de visión del dispositivo. A su vez, supondría un gran avance al disponer de métodos que ayuden a la limpieza y descontaminación de dispositivos médicos e instalaciones y a la reducción del contagio por contacto.
“Con la entrada del CODULAB en el proyecto se añade la polarimetría a las distintas técnicas ópticas que se están estudiando como herramienta diagnóstica para detectar el virus SARS-CoV-2 depositado sobre superficies de distintos materiales”, apunta Olga Muñoz (IAA-CSIC).
Un gran desafío
Las mayores dificultades del proyecto, que entraña un gran desafío científico y tecnológico, radican tanto en la escasa información de que se dispone acerca del virus –en cuanto a sus características físicas, mecanismos de interacción, de depósito sobre superficies e interacción con la luz– como en su tamaño, apenas 120 nanómetros (un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro).
Para ello se plantea explorar la práctica totalidad del rango óptico, incluyendo las bandas ultravioletas, el espectro visible, el infrarrojo y hasta la banda de terahercios, algunas de las cuales ya se están utilizando con éxito para determinar propiedades ópticas y electromagnéticas de otros tipos de virus, incluso más pequeños que este SARS-CoV-2.
Aunque los investigadores parten de tecnología ya disponible, el problema al que se enfrentan, la visualización de zonas contaminadas no visibles para el ojo humano, es muy compleja y la combinación de técnicas ópticas y de procesado propuestas resultan muy innovadoras.
Según los científicos embarcados en este proyecto, en solo tres meses podrían empezar a obtenerse los primeros resultados, si bien la investigación se plantea un horizonte de unos ocho meses. El grupo de investigadores publicará en abierto los resultados científicos que obtenga en el transcurso de la investigación, y también los diseños y dispositivos que se desarrollen, para posibilitar su utilización y mejora por la comunidad internacional.