Nuevo sistema automatizado procesa muestras de orina hasta el análisis final, sin cartuchos desechables ni personal especializado.
- Diagnóstico de infecciones urinarias.
- Automatización total del proceso.
- Ahorro de tiempo, materiales y personal.
- Sin cartuchos desechables.
- Sistema cerrado, higiénico y reutilizable.
- Ideal para laboratorios con alta carga de trabajo.
- Preparado para integración en laboratorios automatizados.
Un sistema totalmente automático que reemplaza la filtración manual de orina mediante filtros reutilizables, esterilización integrada y operación simplificada. No requiere personal especializado, reduce el consumo de materiales y mejora notablemente la higiene del proceso diagnóstico. Además, permite una mayor trazabilidad, algo clave en contextos hospitalarios donde la precisión y la prevención de contaminaciones cruzadas son críticas.
En un entorno donde los laboratorios analizan cientos de muestras al día, este sistema automatizado representa un avance hacia la eficiencia operativa y sostenibilidad. También es especialmente útil en zonas rurales o centros de atención primaria, donde el acceso a personal técnico puede ser limitado pero la necesidad de diagnósticos rápidos sigue siendo alta.
El proyecto nació de una observación directa: el filtrado manual de orina consume tiempo, recursos humanos y materiales desechables de forma innecesaria. Esto genera cuellos de botella, sobre todo cuando el volumen de muestras se dispara. La idea fue construir una alternativa que ofreciera una solución técnica viable pero también ambientalmente responsable.
Inspirarse en la experiencia diaria de los laboratorios permitió desarrollar una tecnología con una comprensión real de sus necesidades. Se buscó no solo automatizar, sino también diseñar con conciencia ecológica, evitando sistemas basados en consumibles de un solo uso.
Cómo funciona
El sistema automatiza la microfiltración mediante un módulo de flujo auto-regulado. En su núcleo hay una membrana filtrante guiada, desenrollada y rebobinada tras cada uso. La filtración se logra mediante un mecanismo de palanca que presiona con precisión la membrana dentro de una cámara sellada. Esto garantiza una filtración estéril y repetible sin intervención manual.
Una vez completado el ciclo, se activa una unidad de limpieza multietapa. Los componentes en contacto con líquidos son lavados con peróxido de hidrógeno y luego secados, todo de forma automática. Un microcontrolador sincroniza las válvulas, motores y procesos de esterilización. El sistema se opera a través de una pantalla táctil con una interfaz intuitiva, accesible incluso para personal sin formación técnica específica.
Este diseño reduce el riesgo de errores humanos y aumenta la fiabilidad de los resultados, algo esencial en el diagnóstico precoz de infecciones del tracto urinario.
Proceso de diseño
Todo comenzó con un prototipo rudimentario, basado en jeringas y un filtro desechable. El desafío era pasar de esa idea básica a un dispositivo compacto, fiable y fácil de mantener. Se realizaron múltiples iteraciones en diseño mecánico y electrónico, priorizando siempre la higiene, la fiabilidad del sellado y la simplicidad operativa.
Uno de los obstáculos iniciales fue el sistema de sellado. La primera versión era compleja y sensible a tolerancias de fabricación. La solución fue sustituirlo por un diseño más limpio: un sellado metal-metal con junta externa flexible, que mejoró la eficacia y redujo el riesgo de fallos.
Otro avance clave fue el desarrollo de válvulas sin espacio muerto, imposibles de encontrar en el mercado. Esta característica evita acumulaciones de residuos líquidos y facilita una limpieza completa, lo cual es fundamental para mantener los estándares sanitarios.
El sistema pasó de estar controlado por un Raspberry Pi a un Arduino Mega, por sus mejores prestaciones en tiempo real. Todo se integró en un equipo modular, estable, preparado para escalar y adaptarse a nuevas necesidades médicas.
Qué lo hace diferente
Lo que distingue este sistema no es solo la automatización, sino su enfoque integral: reutilizable, cerrado, seguro y sin consumibles de un solo uso. La mayoría de soluciones actuales se apoyan en cartuchos desechables que, aunque cómodos, generan un alto impacto ambiental y elevan los costos operativos.
Aquí, todo está diseñado para minimizar residuos y maximizar higiene. El circuito de filtrado continuo, la esterilización automática y la interfaz accesible permiten que cualquier persona del equipo médico pueda operar el sistema sin poner en riesgo la muestra ni al paciente.
Además, la tecnología desarrollada para las válvulas podría tener aplicaciones en otros ámbitos clínicos, como laboratorios de microbiología o centros de análisis de agua, donde la contaminación cruzada representa un problema serio.
Planes para el futuro
El siguiente paso será validar el prototipo en entornos reales, especialmente en laboratorios con gran carga de trabajo. También se avanzará en el registro de patente del sistema de válvulas y en la adaptación del dispositivo a otras muestras médicas: sangre, saliva, exudados.
Otra prioridad es rediseñar el equipo para reducir su tamaño en un 75 %, facilitando así su incorporación en laboratorios totalmente automatizados o incluso unidades móviles de diagnóstico. Esta miniaturización abriría la puerta a su uso en contextos de emergencia o en regiones con infraestructura sanitaria limitada.
Potencial
Este tipo de tecnología puede marcar un antes y un después en la forma en que se gestionan las pruebas clínicas. Algunas de sus contribuciones más relevantes a la sostenibilidad son:
- Eliminación de consumibles de un solo uso, reduciendo residuos clínicos.
- Reutilización segura mediante ciclos automáticos de esterilización.
- Menor necesidad de transporte de muestras, al facilitar análisis rápidos in situ.
- Reducción del consumo energético y químico, gracias a su diseño eficiente.
- Descentralización del diagnóstico, lo que permite extender el acceso a zonas remotas sin depender de grandes laboratorios.
- Menor dependencia de personal técnico especializado, clave para sistemas de salud colapsados o con escasos recursos humanos.
En un escenario de crisis climática y sobrecarga de sistemas sanitarios, herramientas como esta permiten construir soluciones que piensan en el planeta sin descuidar a las personas. Porque sostenibilidad también significa cuidar mejor, con menos.
Vía Fully automatic microfiltration system | James Dyson Award
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