Mascarillas de origami: ¿podría ser de ayuda una técnica ancestral?

Para Richard Gordon, el origami es como una pieza musical. Quizá, un solo pliegue no resulte gran cosa, pero la conjunción de varios puede hacer que el papel suelte una melodía. Las hojas pueden convertirse en un pájaro que aletea, un bote, una flor, o, como en el caso de la última creación de Gordon, una mascarilla.

"Se trata de una suerte de alquimia", comenta Gordon, fundador y director ejecutivo de AIR99 LLC.

Gordon es uno de los tantos diseñadores interesados en confeccionar mascarillas más cómodas, eficaces -e incluso más modernas- recurriendo a la técnica del origami. Comenzó a elaborarlas hace más de una década en Suzhou, China, al no poder encontrar una mascarilla apropiada que protegiera a su hijo de la contaminación del aire. Pero ahora, la pandemia ha hecho que el trabajo de Gordon y de otros diseñadores sea considerado “esencial”.

Mientras esperamos que nos toque el turno para que nos den la vacuna, la mascarilla sigue siendo de vital importancia (al igual que el distanciamiento social, la ventilación y la realización de pruebas más rápidas) para amedrentar la propagación del SARS-CoV-2. 

Una vez que acabe la pandemia, las mascarillas podrían seguir existiendo y prevenir tanto los virus como la contaminación. Una encuesta reciente de National Geographic y Morning Consult señaló que en Estados Unidos hubo un cambio de actitud con respecto a las mascarillas. Cerca del 63 por ciento de los 2.200 adultos estadounidenses afirmaron que, después de la pandemia, seguirían usando mascarilla siempre o de forma frecuente para hacer trámites y mandados. Un 64 por ciento indicó que emplearían mascarillas para protegerse de la contaminación del aire. Y el 67 por ciento afirmó que se pondrían mascarilla durante la temporada de gripe.

Pero las máscaras tienen sus desventajas y muchos se quejan de este nuevo objeto cotidiano. Algunas enseguida se vuelven un retazo de tela húmedo que se te pega en el rostro. Otras pueden dar sensación de asfixia. Y aunque todas las mascarillas garantizan un cierto grado de protección contra los virus, algunas son más efectivas que otras. La técnica de origami podría ayudar a resolver varios de estos problemas.

Una cuestión de material

El primer gran obstáculo para los diseños de mascarillas de origami es el material. La mascarilla no es un simple colador. El material, más bien, actúa como un laberinto para las partículas: cuantas más paredes encuentren las partículas, mejor funciona el filtro. Es mejor contar con dos o tres capas que con una, y los materiales con estructuras menos ordenadas, como el polipropileno no tejido de una mascarilla N95, filtran mejor. Pero la mayoría de las telas comunes no son buenas para el origami, pues se necesitan materiales rígidos que puedan plegarse.

Una posible solución es emplear un material de polipropileno que suele usarse en los hospitales para envolver instrumentos quirúrgicos, explica Shu Yang, profesora de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad de Pennsylvania. Con sus colegas, utilizó este material durante los primeros días de la pandemia cuando el equipo de protección comenzó a escasear.

Un estudio que examinó el Halyard H300 sugirió que tres capas de este material podrían lograr un filtro casi tan eficaz como el de las mascarillas N95 (el filtro más efectivo, que bloquea al menos el 95 por ciento de las partículas de 0.3 micrones) e incluso actuar mejor con partículas más grandes y más pequeñas. Además, el material está disponible en láminas grandes y es lo suficientemente rígido como para permitir pliegues. La primavera pasada, Yang y sus colegas donaron 10.000 mascarillas de origami fabricadas con Halyard H300 a la facultad de medicina de la Universidad de Pensilvania con el fin de abastecerla en caso de escasez.

Otra solución para mantener los pliegues firmes es crear un esqueleto externo con un material rígido. La mascarilla Airgami de Air99, por ejemplo, se confecciona con un filtro flexible de calidad N95 adherido a una capa más rígida y plegable. Dado que la estructura exterior no permite el paso del aire, está perforada para que este pueda llegar a la capa del filtro. Y las pruebas sugieren que estos materiales pueden desinfectarse con calor y reutilizarse varias veces.

También se encuentran disponibles otros materiales que pueden ser efectivos para algunos diseños de mascarillas plegables, comenta Jonathan Realmuto, investigador postdoctoral de la Universidad de California, Irvine. Por ejemplo, los filtros MERV-13 que no son de fibra de vidrio, y que se utilizan comúnmente para sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado, son muy efectivos y se consiguen en la mayoría de las ferreterías.

Lograr un buen ajuste

Encontrar el material adecuado es solo el primer paso para crear una mascarilla eficaz. “Si el filtro es muy bueno pero el material no se ajusta bien, no sirve”, explica John Volckens de la Universidad Estatal de Colorado, quien dirigió una serie de pruebas para documentar la eficacia de filtración en una amplia variedad de materiales.

Cuando las mascarillas están mal diseñadas o se usan de forma incorrecta, quedan espacios libres alrededor de la nariz o las mejillas, y el aire puede entrar y salir libremente, con partículas que pueden portar virus. Por suerte, el origami puede reparar esta falencia.

Las técnicas de origami ya se utilizan en la confección de muchas mascarillas en el mercado hoy en día, señala Volckens. El VFlex de 3M, por ejemplo, se fabrica con la técnica de plegado pero también se sella con calor para mantener el material unido, y así logra una versión más cómoda de una N95. Las N95 no están disponibles para todo el mundo, ya que los suministros estadounidenses aún se están reabasteciendo luego de una insólita demanda. Estados Unidos es el mayor importador mundial de mascarillas, y los fracasos del gobierno federal para aumentar la producción de mascarillas provocó, en gran medida, que el producto estuviera continuamente en falta.

La gran necesidad de más mascarillas ha inspirado una variedad de diseños de origami, desde formas que cualquiera puede hacer en su casa hasta diseños ultra vanguardistas.

Simplemente cambiar los ángulos de los pliegues de las mascarillas quirúrgicas comunes puede mejorar el ajuste de forma significativa. Esta idea forma parte del diseño de la mascarilla de Jiangmei Wu. Wu, artista de origami y profesora asociada de diseño de interiores en la Universidad de Indiana, comenzó a probar diferentes tipos de mascarillas luego de recibir la llamada de su hermano en Hong Kong en enero de 2020, cuando el coronavirus comenzaba a expandirse.

“Mi objetivo era encontrar un diseño muy simple y fácil, y que también fuera muy cómodo”, dice. Wu repensó los pliegues en los bordes de la mascarilla para crear tres diseños que se ajusten a contornos de rostros diferentes. Probó múltiples materiales, y finalmente decidió emplear, para la capa exterior, un tipo de polipropileno no tejido similar a los que se usan en las mascarillas quirúrgicas pero más pesado y rígido, para poder hacer los pliegues. (Wu todavía está probando la capacidad de filtración y la transpirabilidad de la mascarilla).

Otros diseños de origami fueron desarrollados para que las personas pudieran crear sus propias mascarillas, incluso los que no saben coser. Por ejemplo, Realmuto de la UC, Irvine, y sus colegas diseñaron un patrón para casos de emergencia utilizando elementos muy accesibles. Y explica que los pliegues reducen las fugas de aire a lo largo de las costuras de la mascarilla.

El Airgami de Gordon, sin embargo, es mucho más complejo. El sofisticado relieve del papel confiere propiedades únicas, explica. A diferencia de lo que sucede con una banda elástica que se estrecha al ser estirada, la mascarilla Airgami se expande cuando se coloca en la cara, un rasgo típico de los materiales auxéticos. El resultado: una mascarilla que se mantiene firme, incluso cuando el usuario está en movimiento.

"Puedo mirar hacia abajo, puedo hablar mientras la tengo puesta, negar con la cabeza. No se sale nunca", comenta Gordon. (El Airgami pasó las pruebas de ajuste y filtración N95 realizadas de forma independiente, y la compañía continúa trabajando para obtener la certificación completa del Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional).

Algunos diseños de mascarillas de origami también son mejores en lo que respecta a la comodidad del usuario. Los pliegues proveen cierta estructura que evita que la boca toque el material, y, por ende, la incomodidad de sentir una mascarilla húmeda sobre la piel. Además, Wu le dio más rigidez a su último diseño aplicando calor sobre una línea estrecha a lo largo del centro de la mascarilla.

Los pliegues de la mascarilla Airgami facilitan la respiración, ya que proporcionan una mayor área de superficie para que pase el aire. Desplegado, el filtro es dos o tres veces más grande que el de las mascarillas N95 comunes.

"Es como la diferencia entre respirar a través de un sorbete o de a una pipa grande", expresa Gordon.

Un beneficio extra de los patrones de plegado es que presentan una variedad de estilos, desde los pliegues minimalistas del diseño de Wu hasta el fascinante abanico de Gordon. Wu y Gordon también señalan que los materiales de sus mascarillas pueden imprimirse en diferentes colores y patrones. Si puedes hacer una mascarilla estéticamente agradable, la gente se sentirá más cómoda y, seguramente, la usará más, expresa Yang.

"A todo el mundo parece encantarle el origami", dice Gordon.

Un millón al día

Sin embargo, cuanto más complejo sea el diseño, más difícil será fabricarla. “Creo que ese tipo de innovaciones son maravillosas”, expresa Volckens. Pero, "hasta que no hagas un millón al día, no habrá cambios".

Incluso el diseño de plisado simple creado por Wu ha resultado ser difícil de fabricar a bajo costo, según comentó la diseñadora. Actualmente está buscando formas de producir las mascarillas en grandes cantidades por menos de un dólar cada una. "Ese es el gran desafío del origami. ¿Cómo llevarlo a la producción en masa?".

Gordon y su equipo también continúan trabajando para acelerar la producción. Las mascarillas están disponibles a $33,99 dólares cada una, pero Gordon espera reducir el costo a medida que la compañía mejore el proceso de fabricación. Si bien ha desarrollado herramientas para mejorar el plegado, la complejidad del diseño requiere que el Airgami se fabrique a mano. El tiempo para hacer una máscara se mide en minutos. "Y tenemos que reducirlo a segundos", dice Gordon.

Pero los diseñadores de mascarillas son optimistas con respecto al futuro del origami. Gordon siempre evoca una charla TED de 2008 donde el reconocido físico y artista de origami Robert Lang expresa lo siguiente: "Por extraño y sorprendente que parezca, puede que el origami algún día salve una vida".

"Hoy puedo decir que Robert tenía razón", agrega Gordon.