Investigadores de la Universitat Rovira i Virgili han desarrollado un innovador simulador que permite replicar episodios respiratorios intensos, como tos y estornudos, con el objetivo de estudiar la dispersión de aerosoles en interiores. Este avance es crucial para prevenir la transmisión de enfermedades por vía aérea, un fenómeno que ha cobrado relevancia en el contexto de pandemias recientes.
El estudio revela cómo la cavidad nasal influye en el comportamiento de los aerosoles, afectando su alcance y dispersión. Los hallazgos proporcionan información valiosa para mejorar equipos de protección personal, como las mascarillas, y diseñar sistemas de ventilación más eficaces que reduzcan la exposición a patógenos en espacios compartidos.
La importancia de los aerosoles en la transmisión de enfermedades
Los aerosoles respiratorios son uno de los principales mecanismos para la propagación de enfermedades como la gripe, COVID-19 y tuberculosis. Estos se generan al toser o estornudar y consisten en nubes de partículas diminutas que se dispersan en el ambiente. A pesar del progreso en la comprensión de estos procesos, factores como la variabilidad anatómica del aparato respiratorio humano han dificultado la obtención de datos precisos sobre cómo se propagan los aerosoles.
Para enfrentar estas limitaciones, el grupo ECoMMFiT ha creado un simulador que reproduce con precisión las nubes de partículas generadas por episodios respiratorios. Este modelo tridimensional del tracto respiratorio superior incluye la cavidad nasal, que juega un papel fundamental en la trayectoria de los aerosoles. El dispositivo permite ajustar parámetros como velocidad y volumen del aire exhalado, logrando una representación exacta bajo diversas condiciones. Durante el proceso, se utilizaron cámaras de alta velocidad y láseres para analizar la dispersión en tiempo real.
Resultados significativos sobre la dinámica aerosol
Los resultados indican que la cavidad nasal tiene un impacto considerable en cómo se comportan los aerosoles. Cuando se estornuda utilizando la nariz, estos tienden a dispersarse verticalmente, lo que puede reducir el riesgo de transmisión directa entre personas cercanas. Sin embargo, este patrón también facilita que las partículas permanezcan suspendidas durante más tiempo y se distribuyan uniformemente en espacios cerrados.
Por otro lado, cuando no hay flujo nasal —como al estornudar por la boca— los aerosoles siguen una trayectoria más horizontal y alcanzan mayores distancias. Esto incrementa el riesgo de transmisión cercana, ya que las partículas pueden depositarse directamente sobre otros individuos, especialmente en situaciones donde hay contacto cercano.
Implicaciones para el diseño de equipos protectores
Nicolás Catalán, investigador del Departamento de Ingeniería Mecánica de la URV, señala: “Estos resultados nos ayudan a entender cómo se dispersan las nubes de partículas en espacios interiores y cómo se transmiten enfermedades por vía aérea”. Este conocimiento es vital para mejorar equipos como mascarillas y optimizar sistemas de ventilación en lugares vulnerables como hospitales o escuelas.
A lo largo del estudio, también se desarrolló un modelo analítico capaz de predecir cómo evolucionan las nubes de aerosoles según variables como velocidad y volumen del aire exhalado. “Hemos validado experimentalmente esta herramienta; es aplicable a diferentes contextos y puede ser útil para futuros proyectos”, añade Catalán.
Perspectivas futuras
Este método representa un avance respecto a estudios anteriores que dependían de datos obtenidos a partir de voluntarios humanos. Al eliminar variaciones individuales, proporciona información más consistente. No obstante, los investigadores enfatizan la necesidad de ampliar el estudio incluyendo factores ambientales como temperatura y humedad para comprender mejor la dispersión prolongada de aerosoles.
Referencia: Catalán, N., Cito, S., Varela, S., Fabregat, A., Vernet, A., & Pallarès, J. (2024). Effects of nasal cavity and exhalation dynamics on aerosol spread in simulated respiratory events. Physics of Fluids, 36(12). https://doi.org/10.1063/5.0241346
Preguntas sobre la noticia
¿Qué ha desarrollado la Universitat Rovira i Virgili?
Han desarrollado un simulador que replica episodios respiratorios intensos, como tos y estornudos, para estudiar la dispersión de aerosoles respiratorios.
¿Cuál es el objetivo de este simulador?
El objetivo es entender cómo se dispersan las nubes de partículas que transportan enfermedades respiratorias y cómo prevenir su transmisión en entornos cerrados.
¿Qué impacto tiene la cavidad nasal en la dispersión de aerosoles?
La investigación revela que la cavidad nasal influye significativamente en la dinámica de los aerosoles, afectando su alcance y dirección durante la exhalación.
¿Cómo afecta el estornudo por la nariz a los aerosoles?
Estornudar por la nariz tiende a dispersar los aerosoles más verticalmente, lo que puede reducir el riesgo de transmisión directa entre personas cercanas.
¿Qué sucede al estornudar por la boca?
Estornudar por la boca permite que los aerosoles sigan una trayectoria más horizontal, aumentando el riesgo de transmisión a personas cercanas.
¿Qué aplicaciones prácticas tienen los resultados de esta investigación?
Los resultados pueden mejorar el diseño de equipos de protección individual, como mascarillas, y optimizar sistemas de ventilación en lugares de riesgo para reducir contagios.
¿Qué limitaciones tenía la investigación anterior sobre aerosoles?
Anteriores estudios dependían de datos obtenidos de voluntarios, lo que introducía variabilidad individual. Este nuevo simulador elimina esa variabilidad.
¿Qué futuro tiene esta línea de investigación?
Los investigadores planean ampliar el estudio para incluir factores ambientales como temperatura y humedad, así como explorar la dispersión a largo plazo de los aerosoles.
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