De: Redacción
◤ NOTICIA DE PORTADA
Hielo seco para proteger vacunas de ARNm
A una temperatura de -70 grados Celsius, la vacuna de ARN mensajero contra la Covid-19 mantiene su estabilidad durante un tiempo prolongado. Garantizar esta temperatura durante el transporte de la vacuna representa un auténtico reto. En la práctica, la mejor forma es utilizar gases a baja temperatura.
Las vacunas de ARNm se han convertido en un arma importante contra la pandemia de coronavirus. Se trata de un tipo de vacuna novedoso que utiliza la información genética del ácido ribonucleico mensajero (ARNm) para generar una respuesta inmunitaria específica en el cuerpo humano. Sin embargo, las cadenas moleculares del ARNm son bastante delicadas en comparación con las vacunas convencionales, más robustas. En condiciones normales, se descomponen con bastante rapidez. Para mantener su estabilidad durante un tiempo prolongado se requiere una temperatura de -70 grados Celsius.
Rutina en la ultracongelación
Este tipo de congelación no supone ningún problema en los centros de producción de las empresas farmacéuticas y biotecnológicas. La infraestructura necesaria lleva tiempo instalada en los lugares donde se requiere, y los empleados están acostumbrados a utilizar la tecnología correspondiente. Existen equipos de ultracongelación que alcanzan temperaturas realmente bajas. En algunos ámbitos de la biotecnología, el uso de nitrógeno líquido a -196 grados forma parte del día al día. Las muestras de tejido, los óvulos y los embriones se conservan normalmente en los bancos criogénicos en un baño de nitrógeno.
El nitrógeno líquido también se utiliza para refrigerar las vacunas de ARNm antes del almacenamiento o el transporte. Este proceso debe efectuarse con la mayor rapidez posible para evitar la formación de grandes cristales de hielo y no afectar a las estructuras moleculares. El gas a baja temperatura acelera el proceso y, de este modo, protege la vacuna.
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Antes de la pandemia, la logística de refrigeración no tenía una gran importancia en el ámbito farmacéutico y biotecnológico.
Jean-Claude Claeys, experto en aplicaciones en Messer
Sin embargo, una rutina comparable en el manejo de la ultracongelación apenas estaba extendida en el ámbito del transporte hasta finales de 2020. "Los transportes refrigerados convencionales con un sistema de compresor alcanzan -20 grados en el mejor de los casos. Conseguir temperaturas más bajas requeriría un esfuerzo técnico y energético demasiado elevado", explica Jean-Claude Claeys, experto en aplicaciones en Messer. "Además, antes de la pandemia, la logística de refrigeración no tenía una gran importancia en el ámbito farmacéutico y biotecnológico. Eso ha cambiado radicalmente". En realidad, el área de especialización de Claeys es el sector de la alimentación, pero entretanto ha estudiado a fondo la refrigeración de las vacunas. Fabian Weber, director de marketing en ASCO Carbon Dioxide, filial de Messer, confirma sus observaciones: "Desde la autorización de las primeras vacunas de ARNm hemos experimentado un aumento súbito de la demanda de hielo seco y del equipo correspondiente. Muchas empresas logísticas han comenzado a instalar la infraestructura necesaria a finales del año pasado. En la práctica, la manera más eficiente de mantener la cadena de frío para el transporte de estos productos es con hielo seco".
Cajas de envío en lugar de unidades diésel
En los recipientes isotérmicos para la logística alimentaria, el hielo seco suele aplicarse únicamente en la tapa. De este modo se logra mantener una temperatura de -20 grados hasta 18 horas. No todas las vacunas necesitan temperaturas tan bajas; a algunas les basta el frío de una nevera. E incluso la vacuna de ARNm mantiene su efectividad a -20 grados durante varios días. Sin embargo, aunque basten -20 grados o temperaturas normales de nevera, el hielo seco ofrece grandes ventajas en el transporte: los recipientes isotérmicos portátiles, como la caja MINICRYO de nuestro socio Olivo, son fáciles de conseguir; el medio refrigerante del hielo seco está disponible en principio en cantidades ilimitadas; y mantener la cadena de frío resulta muy sencillo. Una vez agotada su energía refrigerante, el hielo seco se libera a la atmósfera como CO₂ gaseoso sin dejar residuos (véase el cuadro informativo). Mientras que la refrigeración convencional con unidades de compresores consume combustible diésel, libera óxidos de nitrógeno, compuestos orgánicos volátiles y partículas de polvo fino y además produce ruido, nuestras soluciones con hielo seco son sostenibles y silenciosas y no consumen energía adicional durante el transporte.
La relajación aporta frío
Se denomina hielo seco al estado de agregación sólido del dióxido de carbono (CO₂). Se forma cuando el CO₂ líquido, sometido a alta presión, se "relaja": al salir de la botella a presión, el gas comprimido se enfría de golpe y se transforma en una masa similar a la nieve a menos de -78,5 grados. Ese es el punto de sublimación del CO₂, la temperatura a la que el hielo seco a presión normal pasa directamente del estado sólido al gaseoso. La nieve de CO₂ ultrafría se puede moldear en forma de pellets o láminas. Es en esta forma y en contenedores aislados como la recibe la clientela de ASCO. El hielo seco se conserva así unos cuatro o cinco días antes de sublimarse.
De los contenedores se traslada a las cajas de envío aisladas de las vacunas. Jean-Claude Claeys describe el estructurado procedimiento de uno de los grandes fabricantes de vacunas de ARNm: "Una caja de envío contiene unos mil viales con la vacuna, apilados en cinco capas. Para llenar la parte superior e inferior se utiliza un kilogramo de hielo seco, y en cada lado se reparten 10,5 kilogramos. Por tanto, cada caja de envío contiene en total 23 kilogramos de pellets de hielo seco. De este modo, la temperatura se mantiene con seguridad por debajo de -70 grados". Un equipo de registro térmico ("tracker") en cada caja supervisa la evolución de la temperatura.
Doble boom de hielo seco
La pandemia ha impulsado el uso de hielo seco, incluso antes de que comenzara la campaña de vacunación. Durante el confinamiento, los servicios de entregas, el comercio online y el suministro directo de alimentos a los consumidores experimentaron un boom enorme. La refrigeración con CO₂ también ofrece muchas soluciones prácticas para estos fines.
"Cuando se sumaron las vacunas, tuvimos que meter una marcha más", comenta Fabian Weber. "Trabajamos sin pausa, fines de semana incluidos, para responder a la demanda. El cuello de botella se produjo entre los clientes que debían llenar con hielo seco los pequeños envases de transporte. Cuanto mayor es la cantidad, más difícil es resolver esta tarea manualmente". Por ello, ASCO ha desarrollado un sistema automático de llenado y dosificación para pellets de hielo seco.
Además, una gran parte de los clientes han optado por fabricar ellos mismos el hielo seco con máquinas de ASCO. Estas máquinas transforman el CO₂ de las botellas a presión en el codiciado medio refrigerante y, además, solo cuando se necesita. De este modo, conserva durante más tiempo su capacidad refrigerante. "Las máquinas pueden comprarse o alquilarse. Nuestras peletizadoras iSeries ofrecen mantenimiento y supervisión en remoto: nosotros nos encargamos de todo hasta el reabastecimiento de CO₂", explica Fabian Weber. "Con nuestro modelo de 'pago por uso' se tiene pleno acceso a la tecnología, pero solo se paga lo que se consume".
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El balance de CO₂ del hielo seco
El hielo seco es dióxido de carbono en forma sólida. Cuando se calienta, se sublima en forma de gas. Una vez que se agota su energía de frío, escapa al medio ambiente sin dejar ningún residuo. Sin embargo, esto no está asociado a ninguna contaminación adicional de la atmósfera por CO₂, ya que el gas sólo ha dado una especie de vuelta de honor en la cadena de frío. El dióxido de carbono se obtiene casi exclusivamente de los gases de escape de procesos industriales como la producción de fertilizantes. De lo contrario, se liberaría directamente a la atmósfera. Así que se desvía, se purifica y se llena en tanques o recipientes a presión. El procesamiento, el llenado y el transporte del gas requieren una cantidad de energía similar a la de los procesos correspondientes a otros gases técnicos. Gracias al efecto de refrigeración altamente eficiente del hielo seco, se pueden realizar ahorros ecológicamente relevantes en otros lugares. Se evita el consumo de gasóleo, los gases de escape y las emisiones de ruido. Las cajas que se enfrían con hielo seco son técnicamente menos complejas que las unidades de refrigeración que las hacen redundantes. Naturalmente, no requieren los refrigerantes, a menudo delicados, que necesitan las unidades de refrigeración. Esto hace que el hielo seco en la logística de la refrigeración sea una solución con una huella de CO₂ comparativamente pequeña y un equilibrio ecológico superior en la mayoría de los casos.