Novo dispositivo de fluxo de ar captura germes internos antes que eles se espalhem

Pesquisadores da UBC Okanagan estão examinando um novo dispositivo de purificação de ar projetado para capturar patógenos transportados pelo ar. O seu objetivo é fornecer uma forma mais forte de reduzir a propagação de doenças respiratórias em ambientes fechados.

Limitações dos métodos atuais de ventilação

De acordo com o coautor do estudo, Dr. Sunny Li, professor da Escola de Engenharia, o método padrão para reduzir a transmissão de doenças infecciosas envolve a atualização do sistema de ventilação de um edifício para gerenciar o fluxo de ar em grandes áreas.

Alguns sistemas vão além, enviando um fluxo de ar limpo diretamente para um indivíduo a partir de um local fixo. Esta configuração funciona de forma semelhante às saídas de ar encontradas em aviões de passageiros. No entanto, o Dr. Li observa várias desvantagens. As pessoas devem permanecer na mesma posição para que o sistema funcione de forma eficaz, ou todos num espaço partilhado precisariam de utilizar equipamento idêntico ao mesmo tempo. O fluxo de ar constante também pode causar ressecamento dos olhos e da pele, tornando o uso prolongado desconfortável.

“Garantir uma alta qualidade do ar em ambientes fechados é crucial para mitigar a transmissão de doenças transmitidas pelo ar, especialmente em ambientes compartilhados”, diz o Dr. “Muitos canadenses passam quase 90% do tempo dentro de casa, o que torna a qualidade do ar interno um fator crítico para a saúde e o bem-estar”.

Por que a ventilação personalizada é importante

O pesquisador de pós-doutorado Dr. Mojtaba Zabihi, o primeiro autor do estudo, explica que as configurações das salas e os sistemas existentes de aquecimento, ventilação e ar condicionado podem diferir amplamente. Estas variações dificultam a implementação de melhorias consistentes no fluxo de ar, o que reforça a necessidade de opções de ventilação personalizadas.

“Queríamos desenvolver um sistema inovador que evitasse que os ocupantes inalassem ar contaminado, ao mesmo tempo que lhes permitisse utilizar confortavelmente um sistema de ventilação personalizado por longos períodos”, diz ele.

Trabalhando no Grupo de Pesquisa de Transmissão de Doenças Transmitidas pelo Ar da UBC, a equipe introduziu uma abordagem de remoção por indução ou fluxo de ar por jato. Este método foi projetado para capturar aerossóis exalados antes que eles se espalhem pela sala.

Uma nova abordagem para capturar partículas transportadas pelo ar

Os sistemas tradicionais de ventilação personalizada dependem frequentemente de fluxos de ar em movimento rápido que podem ser desconfortáveis ​​e tornar-se menos eficazes quando uma pessoa muda de posição. O novo design adota uma abordagem diferente, orientando o fluxo de ar ao redor do usuário e atraindo continuamente as partículas contaminadas para uma área de purificação localizada.

“Nosso design combina conforto com controle”, diz o Dr. Zabihi. “Ele cria um fluxo de ar direcionado que retém e remove os aerossóis exalados quase imediatamente – antes que eles tenham a chance de se espalhar”.

Para testar o sistema, os pesquisadores usaram simulações de computador que modelaram a respiração, o calor corporal e o fluxo de ar durante um cenário de consulta de 30 minutos. Eles então compararam seu desempenho com sistemas de ventilação pessoal padrão.

Fortes reduções no risco de exposição

As descobertas, publicadas recentemente em Construção e Meio Ambientemostrou uma diferença marcante. O novo dispositivo reduziu a chance de infecção para 9,5%. Em comparação, o risco foi de 47,6% com uma configuração pessoal típica, 38% com um sistema de ventilação pessoal utilizando um design de exaustão e 91% sob ventilação normal da sala.

Quando posicionado de forma ideal, o dispositivo evitou a inalação de patógenos durante os primeiros 15 minutos de exposição. Apenas 10 partículas em 540 mil atingiram outra pessoa, e as simulações indicaram que o sistema removeu até 94% dos patógenos transportados pelo ar.

“Os sistemas tradicionais de ventilação personalizados não conseguem se adaptar quando as pessoas se movem ou interagem”, explica o coautor do estudo, Dr. Joshua Brinkerhoff. “É uma solução inteligente e ágil para espaços como clínicas, salas de aula ou escritórios onde o contato próximo é inevitável.”

Potencial futuro para espaços internos mais seguros

Dr. Brinkerhoff acrescenta que o estudo ilustra como a engenharia do fluxo de ar, e não apenas a filtragem, pode melhorar significativamente a qualidade e a segurança do ar interno. Os próximos passos envolvem o refinamento do sistema para uso em salas maiores e o teste de protótipos físicos em ambientes clínicos e públicos.

Como membro do Comitê Nacional de Códigos Modelo para Ambiente Interno do Canadá, o Dr. Zabihi espera que esta pesquisa desempenhe um papel na definição de futuras diretrizes de ventilação, ajudando, em última análise, a criar espaços internos mais saudáveis ​​e seguros para todos.