Ingenieros del campus Okanagan de la Universidad de British Columbia han diseñado un nuevo dispositivo de flujo de aire que atrapa aerosoles exhalados casi de inmediato, reduciendo drásticamente la exposición a patógenos aéreos en simulaciones. Los resultados iniciales sugieren que el sistema puede superar considerablemente los enfoques convencionales de ventilación en espacios interiores compartidos.
Con el invierno acercándose y las personas pasando más tiempo en interiores, la calidad del aire que respiran se vuelve cada vez más importante, especialmente durante la temporada de resfriados y gripe. Investigadores de UBC Okanagan están examinando un nuevo dispositivo de limpieza de aire que puede capturar patógenos aéreos, ofreciendo una herramienta potencial nueva para reducir la propagación de enfermedades respiratorias en espacios cerrados.
El equipo de ingenieros mecánicos, que trabaja con el Cluster de Investigación de Transmisión de Enfermedades Aéreas de UBC, ha desarrollado un concepto de flujo de aire de inducción-eliminación, o «jet-sink», destinado a redirigir el flujo de aire alrededor de los ocupantes y atraer partículas contaminadas a una zona de purificación localizada antes de que circulen por la habitación.
Coautora del estudio, la Dra. Sunny Li, profesora de la Escuela de Ingeniería, dice que los esfuerzos tradicionales para reducir el riesgo de infección suelen centrarse en mejorar la ventilación de un edificio para gestionar flujos de aire a gran escala. Los sistemas de ventilación personalizados, como los utilizados en aviones de pasajeros, dirigen aire limpio hacia las personas desde una distancia fija, pero requieren que las personas permanezcan en posición y pueden causar molestias por el flujo de aire constante, incluyendo ojos y piel secos. «Asegurar una alta calidad del aire en interiores es crucial para mitigar la transmisión de enfermedades aéreas, particularmente en entornos compartidos», dice la Dra. Li. «Muchos canadienses pasan casi el 90 por ciento de su tiempo en interiores, lo que hace que la calidad del aire interior sea un factor crítico para la salud y el bienestar».
El investigador postdoctoral Dr. Mojtaba Zabihi, primer autor del estudio, dice que las variaciones en los diseños de las habitaciones y los sistemas existentes de calefacción, ventilación y aire acondicionado hacen difícil implementar mejoras uniformes, lo que resalta el valor de las opciones de ventilación personalizada. «Queríamos desarrollar un sistema innovador que impida a los ocupantes inhalar aire contaminado mientras les permite usar un sistema de ventilación personalizada de manera cómoda durante períodos prolongados», explica.
A diferencia de los sistemas convencionales de ventilación personalizada que dependen de corrientes de aire de movimiento rápido que pueden perder efectividad cuando los usuarios se mueven, el nuevo diseño busca capturar aerosoles exhalados antes de que se dispersen. «Nuestro diseño combina comodidad con control», dice el Dr. Zabihi. «Crea un flujo de aire dirigido que atrapa y elimina aerosoles exhalados casi de inmediato, antes de que tengan oportunidad de propagarse».
Según el estudio del equipo, publicado en Building and Environment (2025; 286: 113569, DOI: 10.1016/j.buildenv.2025.113569), los investigadores utilizaron simulaciones por computadora para modelar la respiración, el calor corporal y el flujo de aire durante un escenario de consulta de 30 minutos y compararon el nuevo sistema con ventilación personal y a nivel de habitación estándar. Las simulaciones indicaron que el dispositivo redujo la probabilidad de infección al 9,5 por ciento, en comparación con el 47,6 por ciento para una configuración personalizada típica, el 38 por ciento para un sistema de ventilación personal con diseño de escape y el 91 por ciento bajo ventilación estándar de habitación.
Cuando se posiciona de manera óptima en el escenario modelado, el dispositivo previno la inhalación de patógenos durante los primeros 15 minutos de exposición. Solo 10 partículas de 540.000 liberadas en la simulación se estimó que llegaron a otra persona, y el sistema eliminó hasta el 94 por ciento de los patógenos aéreos.
El coautor Dr. Joshua Brinkerhoff dice que estos hallazgos destacan cómo la ingeniería de flujo de aire, además de la filtración, puede mejorar la calidad del aire interior y la seguridad de los ocupantes. «Los sistemas tradicionales de ventilación personalizada no pueden adaptarse cuando las personas se mueven o interactúan», señala. «Es una solución inteligente y receptiva para espacios como clínicas, aulas u oficinas donde el contacto cercano es inevitable».
Los investigadores dicen que el trabajo futuro 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 Entorno Interior, el Dr. Zabihi espera que la investigación ayude eventualmente a informar estándares de ventilación destinados a hacer los espacios interiores más seguros y saludables.
