Una secuencia de ondas de choque que se propagan en el agua tras generarse con alto voltaje y cristales piezoeléctricos se prueban en México como pequeñísimos proyectiles para destruir, sin necesidad de fármacos, a bacterias que causan infecciones en intestinos, vesícula y próstata.

El método, desarrollado en Querétaro en el Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada (CFATA) de la UNAM, también hace más eficiente una terapia creada en 1980 en Alemania y generalizada en el mundo que se utiliza para destruir los dolorosos cálculos renales, e innova probando sus cualidades para conservar alimentos sin modificar su color, olor ni sabor.

"Una onda de choque es un pulso y significa un aumento súbito de la presión. Al incidir en algún objetivo, la presión aumenta hasta 200 veces la presión atmosférica. Esto sucede en fracciones de millonésimas de segundo y luego la presión disminuye hasta valores por debajo de lo inicial", explica el doctor en física Achim Loske, quien encabeza el proyecto en el Laboratorio de Ondas de Choque del CFATA, ubicado en el campus Juriquilla de la UNAM.

Este evento extremadamente rápido ocurre dentro de un generador que produce ondas de choque a partir de 3 mil cristales piezoeléctricos, que tienen la propiedad de excitarse con un pulso de alto voltaje, el cual provoca que los cristales se expandan.

El movimiento vibratorio de los cristales traspasa una membrana de látex (plástica) que los rodea y facilita la propagación de las ondas a través de agua contenida en una tina que forma parte del equipo.

"Los cristales piezoeléctricos están montados en un cascarón esférico de aluminio y tienen contacto directo con una membrana polimérica. Debido a la forma esférica del arreglo, la energía generada en los cristales se concentra en una región muy pequeña en el centro del cascarón esférico. El objeto que se desea tratar o destruir con las ondas debe estar colocado en este sitio", detalla Loske.

Las ondas viajan a una velocidad de mil 500 metros por segundo, y se requieren entre 500 y 3000 de ellas para fragmentar un cálculo renal. Su presión se controla variando el voltaje, mientras la cantidad de ondas se regula con un contador de descargas que cuenta el número total de ondas generadas.

Efecto doble e intensivo
Para lograr una mejora de hasta 40 por ciento en el método para pulverizar cálculos renales (llamado litotripsia extracorporal) y reducir los daños a los tejidos de los riñones, Loske y sus colaboradores, el físico Francisco Fernández Escobar y el químico Ulises Mora Álvarez, innovaron con un método propio que consiste en lanzar una onda de choque convencional, o monopulso, seguida de una onda "tandem" que se envía con una diferencia de entre 200 y 600 millonésimas de segundo para magnificar el efecto.

"Al pasar una onda de choque a través de un tejido (como el renal o una bacteria) o a través de una bacteria o un fluido se generan pequeñísimas burbujas que se expanden súbitamente aumentando su volumen cientos de veces. Al colapsar emiten chorros de líquido, llamados 'microjets', a velocidades de hasta 400 metros por segundo. Estos 'microjets' son como diminutos proyectiles que inciden sobre el objeto colocado en el foco del generador de ondas de choque", detalla Loske.

Las ondas de choque tandem (las segundas en propagarse) inciden sobre las burbujas en el instante en que inicia el colapso, aumentando la energía y velocidad de los 'microjets'. Esto produce efectos muy potentes que perforan los cálculos renales y atraviesan y destruyen bacterias dañinas como Escherichia coli y Listeria monocitogenes, causantes de severas infecciones intestinales y extra-intestinales.

El uso de ondas en "parejas" ha logrado resultados prometedores en la destrucción de bacterias, pues mientras las ondas monopulso no lograron inactivar su efecto infeccioso, añadiendo ondas tandem se inactivó el 37 por ciento de Listeria monocitogenes y 51 por ciento de Escherichia coli en pruebas in vitro.

"Hasta donde tengo noticia, las ondas de choque todavía no se usan con aplicaciones farmacológicas en ninguna parte del mundo", dice Loske en referencia a esta innovación que permitirá, en el futuro, aplicar un tratamiento físico alternativo al tratamiento químico que utiliza antibióticos para inactivar bacterias infecciosas.

Innovan en alimentos
En CFATA buscan innovar con la aplicación de ondas de choque para conservar alimentos como tratamiento no térmico.

"Hasta ahora no se utilizan ondas de choque como método de conservación de alimentos. Esto se debe, en parte, a que las bacterias son muy resistentes a las ondas de choque convencionales o monopulso", destaca el físico Achim Loske, quien espera abatir ese problema sumando ondas tandem al proceso.

Muchos grupos de investigación en el mundo buscan técnicas novedosas para eliminar microorganismos de diferentes alimentos y alargar su vida de anaquel. Hasta ahora, se han usado métodos como la pasteurización, que aumenta la temperatura para inactivar a los gérmenes, pero modifica el sabor, olor y color de los alimentos y a veces reduce su valor nutricional, lo que no ocurre con las ondas de choque, según ensayos preliminares realizados en jugo de naranja y papillas.