Se propone un nuevo método para analizar la dinámica del flujo de aire en cámaras de aislamiento de presión negativa utilizando velocimetría de imagen de partículas
Autores: Oh, Min Jae; Moon, Jung Min; Ko, Seung Cheol; Kim, Min Ji; Sung, Ki Sub; Lee, Jung Woo; Hong, Ju Young; Lee, Joon Sang; Kim, Yong Hyun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La pandemia de COVID-19 ha destacado los importantes riesgos de infección planteados por los procedimientos generadores de aerosoles (AGPs). Desarrollamos una campana que cubre el área respiratoria del paciente, incorporando un sistema de presión negativa para contener los aerosoles. Este estudio analizó el movimiento y contención de aerosoles dentro de una cámara de aislamiento de presión negativa desarrollada. Utilizando la tecnología de velocimetría de imagen de partículas (PIV), en el diseño optimizado, se analizaron las características de los aerosoles bajo condiciones de presión negativa y no negativa. Los resultados demostraron que en ausencia de presión negativa, las gotas se dispersaban ampliamente, con ángulos de difusión que iban desde 26.9 grados hasta 34.2 grados, aumentando significativamente el riesgo de fuga externa. Cuando se aplicaba presión negativa, los ángulos de difusión se estrechaban a 20.0-35.1 grados y el flujo de aire hacia adentro dirigía eficazmente las gotas lejos del límite de la cámara, evitando la dispersión externa. Además, los datos del sensor que miden las concentraciones de partículas confirmaron que las gotas más pequeñas de 10 um estaban completamente contenidas bajo presión negativa, respaldando fuertemente la efectividad de la cámara. El fuerte acuerdo entre los patrones de flujo de PIV y las mediciones del sensor subraya la confiabilidad de la metodología experimental. Estos hallazgos resaltan la capacidad de la cámara para suprimir la fuga externa al tiempo que ofrece una flexibilidad y portabilidad superiores en comparación con los sistemas de aislamiento convencionales, lo que la hace ideal para respuestas de emergencia, unidades de atención médica móviles y brotes de enfermedades infecciosas a gran escala.
Descripción
La pandemia de COVID-19 ha destacado los importantes riesgos de infección planteados por los procedimientos generadores de aerosoles (AGPs). Desarrollamos una campana que cubre el área respiratoria del paciente, incorporando un sistema de presión negativa para contener los aerosoles. Este estudio analizó el movimiento y contención de aerosoles dentro de una cámara de aislamiento de presión negativa desarrollada. Utilizando la tecnología de velocimetría de imagen de partículas (PIV), en el diseño optimizado, se analizaron las características de los aerosoles bajo condiciones de presión negativa y no negativa. Los resultados demostraron que en ausencia de presión negativa, las gotas se dispersaban ampliamente, con ángulos de difusión que iban desde 26.9 grados hasta 34.2 grados, aumentando significativamente el riesgo de fuga externa. Cuando se aplicaba presión negativa, los ángulos de difusión se estrechaban a 20.0-35.1 grados y el flujo de aire hacia adentro dirigía eficazmente las gotas lejos del límite de la cámara, evitando la dispersión externa. Además, los datos del sensor que miden las concentraciones de partículas confirmaron que las gotas más pequeñas de 10 um estaban completamente contenidas bajo presión negativa, respaldando fuertemente la efectividad de la cámara. El fuerte acuerdo entre los patrones de flujo de PIV y las mediciones del sensor subraya la confiabilidad de la metodología experimental. Estos hallazgos resaltan la capacidad de la cámara para suprimir la fuga externa al tiempo que ofrece una flexibilidad y portabilidad superiores en comparación con los sistemas de aislamiento convencionales, lo que la hace ideal para respuestas de emergencia, unidades de atención médica móviles y brotes de enfermedades infecciosas a gran escala.