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Um novo dispositivo desenvolvido por pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Tóquio, da Universidade Médica e Odontológica de Tóquio e da Universidade de Chiba em um novo estudo utiliza íons e um campo elétrico para capturar efetivamente gotículas e aerossóis infecciosos, enquanto deixa a luz e o som passarem para permitir a comunicação. A inovação é significativa na sequência da pandemia da COVID-19, uma vez que se mostra promissora na prevenção de infecções transmitidas pelo ar, ao mesmo tempo que facilita a comunicação.
As infecções transmitidas pelo ar, como a gripe H1N1, a SARS e a COVID-19, são transmitidas por aerossóis e gotículas transportadas pelo ar. Embora a transmissão de gotículas/aerossóis possa ser evitada utilizando divisórias de acrílico ou, tal como aconteceu com a pandemia de COVID-19, impondo confinamentos em casos graves, estas contramedidas podem impedir significativamente a comunicação. Isso, por sua vez, pode levar a consequências indesejadas.
Por exemplo, as medidas de confinamento durante a pandemia de COVID-19 levaram a graves perdas económicas, bem como a um aumento de casos de doenças mentais em todo o mundo. Portanto, à medida que nos preparamos para uma potencial pandemia futura, é necessário desenvolver contramedidas mais sustentáveis que não perturbem as atividades económicas e as interações presenciais diárias.
Para tanto, uma equipe de pesquisa incluindo Kaito Kanda, estudante de pós-graduação do Instituto de Tecnologia de Tóquio (Tokyo Tech) na época da pesquisa, o professor assistente Tetsuya Yamada, do Instituto de Pesquisa Inovadora da Tokyo Tech, e o professor Takeo Fujiwara de Tóquio Pesquisadores da Universidade Médica e Odontológica (TMDU) e da Universidade de Chiba desenvolveram agora um dispositivo que captura com sucesso gotículas e aerossóis, permitindo a transmissão de luz e som para uma comunicação eficaz.
O seu trabalho, que apresenta uma nova solução para prevenir a transmissão de agentes patogénicos transportados pelo ar, incluindo o coronavírus, foi publicado no Volume 13 do Relatórios Científicos em 26 de agosto de 2023. “Embora as partições tradicionais desempenhem um papel na prevenção de infecções transmitidas pelo ar, sabe-se que elas obstruem a comunicação tranquila, afetando a visibilidade das expressões faciais e bloqueando vozes. Reconhecendo esses problemas depois de experimentar limitações na comunicação com meu avô em um ambiente particionado Na área de reuniões de uma casa de repouso, decidimos enfrentar o desafio de conciliar a prevenção de infecções transmitidas pelo ar e a comunicação”, explica o Sr. Kanda.
Posteriormente, durante um simpósio organizado pelo Consortium for Post COVID-19 Society em 2021, estudantes e pesquisadores da união de quatro universidades em Tóquio, incluindo a Universidade Médica e Odontológica de Tóquio, a Universidade de Estudos Estrangeiros de Tóquio, o Instituto de Tecnologia de Tóquio e a Hitotsubashi Universidade, envolvida numa discussão em grupo, concluiu que as partições deveriam ser melhoradas ainda mais. Os alunos do grupo criaram um protótipo para novas divisórias na Tokyo Tech, e pesquisadores do TMDU, ativamente envolvidos no tratamento da COVID, conduziram experimentos de validação na clínica.
Para permitir a comunicação desimpedida, um dispositivo deve permitir a transmissão de som e luz. Ao mesmo tempo, deve capturar as fontes de infecção, ou seja, gotículas e aerossóis transportados pelo ar. Os pesquisadores encontraram uma solução aproveitando tecnologias pré-existentes de captura de aerossóis baseadas em campos elétricos e de íons utilizadas em purificadores de ar. “Como etapa de verificação, primeiro capturamos a fumaça do incenso perto de um gerador de íons e de campo elétrico. Em regiões onde não havia íons ou campo elétrico presentes, a fumaça subia naturalmente, enquanto era puxada para baixo em locais onde o dispositivo estava operacional”, acrescenta. Dr.
Também era fundamental garantir que os íons e o campo elétrico não prejudicassem a transmissão de som e luz. Notavelmente, os painéis convencionais de acrílico de seis mm de espessura usados nas divisórias refletem a luz, limitando a percepção das expressões faciais durante a conversa. Em contraste, os íons e o campo elétrico demonstraram alta transmitância de luz – equivalente à do ar. Da mesma forma, embora os painéis de acrílico interferissem no som, os íons e o campo elétrico permitiam que o som passasse como o ar. Esses resultados mostraram que os íons e o campo elétrico possibilitaram a transmissão de luz e som durante a captura de aerossóis.
Encorajados por esses resultados, os pesquisadores criaram um dispositivo que gera íons e um campo elétrico. A concentração de ozônio gerada nele estava abaixo de 0,001 ppm, e a intensidade do campo elétrico a uma distância de 30 cm do aparelho variava de 10 a 45 kV, indetectável pelo homem.
Ao introduzir aerossóis simulando uma tosse leve no dispositivo proposto, a equipe demonstrou que ele poderia bloquear 89% das gotículas a uma altura de abertura de 16 cm. Por fim, foi instalado um protótipo em quartos de hospitais onde foram internados pacientes infectados com COVID-19. “O aparelho capturou com sucesso aerossóis, inclusive o coronavírus, reduzindo a carga viral na sala”, destaca o Prof.
O presente estudo demonstra a eficácia do dispositivo recentemente desenvolvido no bloqueio de gotículas e aerossóis, permitindo ao mesmo tempo a comunicação. Esperemos que esta inovação encontre o seu caminho nas nossas vidas e permita uma comunicação mais segura, não só impedindo a propagação de novos surtos de COVID-19, mas também de outras doenças infecciosas.
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