Engenheiros no campus Okanagan da Universidade da Colúmbia Britânica projetaram um novo dispositivo de fluxo de ar que captura aerossóis exalados quase imediatamente, reduzindo drasticamente a exposição a patógenos aéreos em simulações. Resultados iniciais sugerem que o sistema pode superar substancialmente as abordagens convencionais de ventilação em espaços internos compartilhados.
Com o inverno se aproximando e as pessoas passando mais tempo em ambientes internos, a qualidade do ar que respiram torna-se cada vez mais importante, especialmente durante a temporada de resfriados e gripe. Pesquisadores da UBC Okanagan estão examinando um novo dispositivo de limpeza de ar que pode capturar patógenos aéreos, oferecendo uma potencial nova ferramenta para reduzir a propagação de doenças respiratórias em espaços fechados.
A equipe de engenheiros mecânicos, que trabalha com o Cluster de Pesquisa em Transmissão de Doenças Aéreas da UBC, desenvolveu um conceito de fluxo de ar de indução-remoção, ou “jet-sink”, destinado a redirecionar o fluxo de ar ao redor dos ocupantes e atrair partículas contaminadas para uma zona de purificação localizada antes que circulem pelo ambiente.
Coautora do estudo, a Dra. Sunny Li, professora da School of Engineering, diz que os esforços tradicionais para reduzir o risco de infecção frequentemente focam na atualização da ventilação de edifícios para gerenciar fluxos de ar em grande escala. Sistemas de ventilação personalizados, como os usados em aviões de passageiros, direcionam ar limpo para indivíduos de uma distância fixa, mas exigem que as pessoas permaneçam no lugar e podem causar desconforto devido ao fluxo de ar constante, incluindo olhos e pele secos. “Garantir alta qualidade do ar em ambientes internos é crucial para mitigar a transmissão de doenças aéreas, particularmente em ambientes compartilhados”, diz a Dra. Li. “Muitos canadenses passam quase 90 por cento de seu tempo em ambientes internos, tornando a qualidade do ar interno um fator crítico para a saúde e o bem-estar.”
Pesquisador pós-doutoral Dr. Mojtaba Zabihi, primeiro autor do estudo, diz que variações nos layouts de salas e sistemas existentes de aquecimento, ventilação e ar-condicionado tornam desafiador implementar atualizações uniformes, o que ressalta o valor das opções de ventilação personalizada. “Queríamos desenvolver um sistema inovador que impeça os ocupantes de inalarem ar contaminado, permitindo que usem um sistema de ventilação personalizada confortavelmente por períodos prolongados”, explica.
Diferente dos sistemas convencionais de ventilação personalizada que dependem de fluxos de ar rápidos que podem perder eficácia quando os usuários se movem, o novo design visa capturar aerossóis exalados antes que se dispersem. “Nosso design combina conforto com controle”, diz o Dr. Zabihi. “Ele cria um fluxo de ar direcionado que captura e remove aerossóis exalados quase imediatamente—antes que tenham chance de se espalhar.”
De acordo com o estudo da equipe, publicado em Building and Environment (2025; 286: 113569, DOI: 10.1016/j.buildenv.2025.113569), os pesquisadores usaram simulações computacionais para modelar respiração, calor corporal e fluxo de ar durante um cenário de consulta de 30 minutos e compararam o novo sistema com ventilação pessoal e de nível de sala padrão. As simulações indicaram que o dispositivo reduziu a probabilidade de infecção para 9,5 por cento, comparado a 47,6 por cento para uma configuração personalizada típica, 38 por cento para um sistema de ventilação pessoal com design de exaustão e 91 por cento sob ventilação padrão de sala.
Quando posicionado de forma ideal no cenário modelado, o dispositivo impediu a inalação de patógenos pelos primeiros 15 minutos de exposição. Apenas 10 partículas de 540.000 liberadas na simulação foram estimadas para alcançar outra pessoa, e o sistema removeu até 94 por cento dos patógenos aéreos.
Coautor Dr. Joshua Brinkerhoff diz que esses achados destacam como a engenharia de fluxo de ar, além da filtração, pode melhorar a qualidade do ar interno e a segurança dos ocupantes. “Sistemas tradicionais de ventilação personalizada não se adaptam quando as pessoas se movem ou interagem”, observa. “É uma solução inteligente e responsiva para espaços como clínicas, salas de aula ou escritórios onde o contato próximo é inevitável.”
Os pesquisadores dizem que o trabalho futuro se concentrará em refinar o design para salas maiores e testar protótipos físicos em ambientes clínicos e públicos. Como membro do Comitê Nacional de Códigos Modelo do Canadá sobre Ambiente Interno, o Dr. Zabihi espera que a pesquisa eventualmente ajude a informar padrões de ventilação destinados a tornar os espaços internos mais seguros e saudáveis.
