La cortina d'aria desktop potrebbe bloccare la diffusione virale negli ospedali

Procedure mediche come il prelievo di campioni di sangue o l’intubazione, ad esempio, richiedono che i medici e altro personale sanitario lavorino in stretta prossimità del paziente. Per proteggerli dall’esposizione alle infezioni in tali scenari, un team di Università di Nagoya in Giappone ha sviluppato un sistema di barriere d’aria desktop (DACS) che blocca le particelle di aerosol emesse e previene la potenziale diffusione di virus come SARS-CoV-2.

Il DACS contiene un generatore nella parte superiore che produce un flusso d'aria costante, che viene poi guidato verso una porta di aspirazione nella parte inferiore del dispositivo, creando di fatto una cortina d'aria uniforme. Poiché questo sistema integrato contiene sia una porta di scarico che una di aspirazione, può essere installato in qualsiasi luogo ed è sufficientemente portatile da poter essere posizionato su una scrivania. Un filtro dell'aria antiparticolato ad alta efficienza (HEPA) all'interno della porta di aspirazione può fornire la purificazione dell'aria.

"Prevediamo che questo sistema sarà efficace come barriera indiretta da utilizzare nei laboratori di analisi del sangue, nei reparti ospedalieri e in altre situazioni in cui non è possibile mantenere una distanza fisica sufficiente, come allo sportello della reception", afferma il primo autore. Kotaro Takamure In una dichiarazione stampa.

Per valutare il potenziale dell’utilizzo del DACS in un ambiente medico, Takamure e colleghi hanno eseguito una serie di esperimenti utilizzando una configurazione che replicava una cabina per la raccolta del sangue. Innanzitutto, hanno utilizzato la velocimetria dell’immagine delle particelle (PIV) e un anemometro a filo caldo per valutare il campo di velocità della cortina d’aria. Le misurazioni hanno confermato che la portata della barriera d'aria generata dal DACS viene mantenuta dalla porta di scarico fino alla porta di aspirazione.

Successivamente, il team ha utilizzato un compressore d’aria collegato a un manichino per simulare l’espirazione umana. Un tubo all'imboccatura del manichino soffiava aria contenente particelle di aerosol (particelle del solvente diottil sebacato con un diametro di 2–3 µm) verso la barriera d'aria con una portata di 52 l/min. La distanza dall'uscita dell'aria al centro del DACS era di 250 mm.

Con il DACS spento, le misurazioni PIV hanno mostrato che le particelle di aerosol emesse si diffondevano mentre si muovevano in avanti e viaggiavano direttamente attraverso il cancello del DACS verso l'altro lato. Le particelle avevano la velocità massima subito dopo l’espulsione dalla bocca del manichino e poi rallentavano gradualmente.

Quando il DACS è operativo, i ricercatori hanno osservato un comportamento iniziale simile. Tuttavia, quando le particelle di aerosol si avvicinavano alla porta, venivano piegate bruscamente verso il basso insieme al flusso della cortina d'aria e alla fine venivano risucchiate nella porta di aspirazione, senza che nessuna attraversasse la porta.

I ricercatori hanno quindi studiato uno scenario che imitava l’uso del DACS durante la raccolta del sangue, con il braccio del manichino appoggiato al cancello. Hanno visto che il braccio interrompeva il flusso d’aria della tenda, creando un flusso turbolento nelle vicinanze. Le prestazioni di blocco dell'aerosol, tuttavia, non sono state influenzate. Le valutazioni statistiche hanno rivelato che anche con il braccio sul cancello, nessuna particella di aerosol ha raggiunto l'altro lato della barriera d'aria, dimostrando un efficace blocco delle particelle anche in presenza di turbolenza.

Il team sta ora integrando anche un sistema di inattivazione dei virus nel DACS, utilizzando LED UV collegati alla porta di aspirazione. L'irradiazione UV distrugge lo strato esterno delle particelle virali; l'aria sanificata può quindi essere ricircolata per mantenere il flusso d'aria della barriera d'aria. Test di laboratorio hanno rivelato che la combinazione della cortina d’aria con l’irradiazione UV ha inattivato il 99.9% delle particelle SARS-CoV-2.

"Sebbene le lastre acriliche siano attualmente ampiamente utilizzate come pareti divisorie, la nostra barriera d'aria non solo blocca, ma disattiva anche i virus", afferma il coautore Tomomi Uchiyama. “Pertanto, ci aspettiamo che questo dispositivo renda le partizioni acriliche obsolete e diventi ampiamente utilizzato”.

Takamure afferma che l’obiettivo futuro del gruppo è sviluppare un dispositivo compatto e leggero per l’inattivazione dei virus. "Se riusciamo a raggiungere la miniaturizzazione senza compromettere le prestazioni di inattivazione dei virus, ci aspettiamo che il dispositivo sia più versatile", afferma Mondo della fisica.

Il DACS è descritto in Anticipi AIP.

Il post La cortina d'aria desktop potrebbe bloccare la diffusione virale negli ospedali apparve prima Mondo della fisica.

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• Fonte: https://physicsworld.com/a/desktop-air-curtain-could-block-viral-spread-in-hospitals/