Para uso con pacientes de odontología y de otorrinolaringología, el diseño evitaría que las gotitas de tos salgan del casco y minimizaría los riesgos de contagio.
La posibilidad de contagiarse de Covid-19 para los médicos cuando atienden a sus pacientes es un riesgo latente, sobre todo los odontólogos y otorrinolaringólogos, quienes trabajan muy cerca del rostro de quienes acuden a ellos en búsqueda de salud, por lo que los investigadores de la Universidad de Cornell idearon un casco abierto, desechable, que reduce en un 99,6% dicho peligro.
El dispositivo, según explicaron, estará conectado a una bomba de filtración de aire de grado médico, es decir que crea un flujo inverso de aire para evitar que las gotitas de tos salgan del casco, y de esta manera minimiza un posible contagio del virus.
En qué consiste
El casco proporciona acceso a la nariz y la boca del paciente y está conectado a una bomba de filtración que invierte el flujo de aire para evitar que salgan gotas, evitando la contaminación del entorno clínico. Según una simulación realizada en computador, el diseño del casco puede contener el 99,6% de las gotículas producidas por la tos, en 0,1 segundos.
Dirigido por Mahdi Esmaily , profesor asistente de la Escuela de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de Sibley, el diseño se publicó el 12 de enero en la revista Physics of Fluids, donde se relata que la idea se desarrolló durante el comienzo de la pandemia, cuando los médicos de Weill Cornell Medicine tenían dificultades para tratar de aislarse de las gotitas que transportan patógenos expulsadas por los pacientes durante ciertos procedimientos
La Dra. Anais Rameau de Weill Cornell Medicine, profesora asistente de otorrinolaringología, y Jonathan Lee Baker, profesor asistente de investigación en neurociencia en el Feil Family Brain and Mind Research Institute, contactaron a Esmaily para obtener ayuda en el desarrollo y ejecución de simulaciones del casco, y rápidamente centró sus esfuerzos en simular el movimiento de las gotitas respiratorias.
Esmaily explicó el sistema, indicando que “para poner esto en contexto, si usamos la misma bomba de aire para crear una sala de aislamiento de presión negativa, tomará unos 45 minutos eliminar el 99% de los contaminantes en el aire de la sala”.
Se explicó además que el equipo de protección personal de que se cuenta en la actualidad no proporciona acceso facial abierto mientras mantiene una alta efectividad para contener contaminantes, mientras que la solución que se propone tiene una carcasa de 1 milímetro de espesor y rodea completamente la cabeza con puertos de acceso y vacío (ver foto).
Fred Jia, un estudiante de doctorado que trabaja con Esmaily, realizó simulaciones que capturaron el flujo de aire alrededor del casco y, al mismo tiempo, realizó simulaciones para predecir el movimiento de las gotas cuando salían de la boca.
“Usamos una simulación de partículas acopladas unidireccionalmente, lo que significa que primero simulamos el flujo de aire, luego tomamos la información del flujo de aire y liberamos gotas de diferentes tamaños en el campo del flujo de aire para ver a dónde irían”, dice Jia.
El casco ideado en la Universidad de Cornell, en Estados Unidos, presenta una boquilla al puerto de acceso, para extender la distancia que las gotas deben viajar contra el flujo y minimizar su posibilidad de escapar a través de la abertura, lo que permite una transición de flujo más suave, lo que reduce la incomodidad del paciente, generada por la turbulencia del flujo.
Sus creadores apuestan también al menor costo de la solución, cuyo valor de producción podría ser tan bajo como un par de dólares si se hiciera desechable. Las máquinas de aire negativo con filtro HEPA de grado médico diseñadas para alimentar los cascos están disponibles y cuestan alrededor de mil dólares.
¿Qué falta?
Esmaily y Jia planean comenzarán a construir un prototipo del casco usando impresión 3D, para lo cual se comunicaron con el Laboratorio de creación de prototipos rápidos, en la Escuela Sibley, donde están las herramientas adecuadas para construirlo. Una vez que tengan un prototipo, el equipo solicitará fondos adicionales para estudiar una variedad de condiciones de flujo.
“Después de eso, planeamos construir prototipos del casco y realizar experimentos para verificar nuestras predicciones de simulación”, manifestó Jia.
La investigación fue financiada por el Atkinson Center for Sustainability como parte de una serie de subvenciones de respuesta rápida para investigaciones relacionadas con COVID-19.
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