Un innovador dispositivo elimina el 94% de patógenos en el aire interior

Con la llegada del invierno, la calidad del aire que se respira en espacios cerrados cobra mayor relevancia, especialmente durante la temporada de resfriados y gripes. Investigadores de UBC Okanagan presentaron un dispositivo innovador que puede eliminar patógenos del aire, ofreciendo una herramienta poderosa para reducir la propagación de enfermedades respiratorias en ambientes cerrados.

El enfoque tradicional para mitigar la transmisión de enfermedades infecciosas consiste en mejorar los sistemas de ventilación de los edificios para regular el flujo de aire a gran escala, explicó el coautor del estudio, el Dr. Sunny Li, profesor en la Escuela de Ingeniería. Los sistemas de ventilación personalizados llevan este concepto un paso más allá, dirigiendo aire limpio hacia una persona desde una distancia fija, similar a los sistemas de circulación de aire en aviones de pasajeros. Sin embargo, estos sistemas presentan desventajas, como la necesidad de que una persona permanezca en la misma posición o que todas las personas en el área circundante utilicen el mismo sistema al mismo tiempo. Además, pueden causar incomodidad en la piel y los ojos debido a la exposición constante al aire.

"Asegurar una alta calidad del aire en interiores es crucial para mitigar la transmisión de enfermedades aéreas, especialmente en entornos compartidos", afirmó el Dr. Li. "Muchos canadienses pasan casi el 90% de su tiempo dentro de edificios, lo que convierte la calidad del aire interior en un factor crítico para la salud y el bienestar".

El investigador postdoctoral Dr. Mojtaba Zabihi, primer autor del estudio, explicó que los diseños de habitaciones y los sistemas de ventilación varían significativamente, lo que dificulta implementar cambios en los sistemas existentes de calefacción, ventilación y aire acondicionado. Esto resalta la importancia de la ventilación personalizada.

"Queríamos desarrollar un sistema innovador que impidiera a los ocupantes inhalar aire contaminado, permitiéndoles usar un sistema de ventilación personalizado de manera cómoda durante períodos prolongados", comentó.

El equipo de ingenieros mecánicos, que trabaja con el Grupo de Investigación sobre Transmisión de Enfermedades Aéreas de UBC, creó un concepto de flujo de aire de inducción-remoción o "jet-sink" para capturar y eliminar aerosoles exhalados antes de que puedan circular por la habitación.

A diferencia de los sistemas de ventilación personalizados convencionales, que dependen de chorros de aire de alta velocidad que pueden causar incomodidad y perder efectividad cuando los usuarios se mueven, el nuevo diseño redirige el flujo de aire alrededor de la persona mientras extrae continuamente las partículas contaminadas hacia una zona de purificación localizada.

"Nuestro diseño combina comodidad con control", afirmó el Dr. Zabihi. "Crea un flujo de aire dirigido que atrapa y elimina los aerosoles exhalados casi de inmediato, antes de que tengan la oportunidad de dispersarse".

Utilizando simulaciones por computadora para modelar la respiración, el calor corporal y el flujo de aire durante un escenario de consulta de 30 minutos, los investigadores compararon su dispositivo con sistemas de ventilación personal estándar. Los resultados, publicados recientemente en Building and Environment, fueron sorprendentes. El nuevo sistema redujo la probabilidad de infección a solo el 9.5%, en comparación con el 47.6% para un sistema personal, el 38% para un sistema de ventilación personal con diseño de extracción, y el 91% bajo ventilación estándar de la habitación.

Con una colocación óptima, el dispositivo previno la inhalación de patógenos durante los primeros 15 minutos de exposición, permitiendo que solo 10 partículas de 540,000 alcanzaran a otra persona. De hecho, sus simulaciones indicaron que podía eliminar hasta el 94% de los patógenos en el aire.

"Los sistemas de ventilación personalizados tradicionales no pueden adaptarse cuando las personas se mueven o interactúan", explicó el Dr. Joshua Brinkerhoff, coautor del estudio. "Es una solución inteligente y receptiva para espacios como clínicas, aulas u oficinas donde el contacto cercano es inevitable".

El Dr. Brinkerhoff destacó que el estudio resalta el potencial de la ingeniería del flujo de aire, no solo de la filtración, para mejorar la calidad del aire interior y la seguridad de los ocupantes. La investigación futura se centrará en refinar el diseño para habitaciones más grandes y probar prototipos físicos en entornos clínicos y públicos.

Como miembro del Comité Nacional de Códigos Modelo de Canadá sobre el Entorno Interior, el Dr. Zabihi espera que su investigación ayude a dar forma a los futuros estándares de ventilación, haciendo que los espacios interiores sean más seguros y saludables para todos.

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