Visitar al dentista o a un médico de oído, nariz y garganta ya puede hacer que los pacientes se sientan incómodos, y para aquellos que no pueden usar una máscara debido a la naturaleza de sus procedimientos, la transmisión de COVID-19 se ha convertido en una preocupación adicional.

Investigadores de Cornell han propuesto una solución en forma de casco transparente que evita que el 99,6% de las gotitas que contienen virus exhaladas por los pacientes lleguen al medio ambiente. El casco proporciona a los médicos 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.

Esmaily / proporcionado

Una simulación muestra el flujo de aire desde la boca y el puerto de acceso hacia el puerto de vacío.

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 .

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, se comunicaron con 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.

 “Resulta que los más peligrosos son los de tamaño mediano”, dijo Esmaily. “La razón es que los que son muy pequeños se evaporan muy rápidamente y los que son grandes caen rápidamente al piso, por lo que no permanecen en el aire para transmitir enfermedades”.

Esmaily Lab es especialmente adecuado para ejecutar estas simulaciones debido a su experiencia en mecánica de fluidos. 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, ejecutó simulaciones para predecir el movimiento de las gotas a medida que 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 adónde irían”, dice Jia.

Además de la efectividad del casco, su diseño simple y bajo costo lo hacen más accesible que otras opciones para prevenir la transmisión de virus durante procedimientos de boca abierta, como remodelar el sistema de filtración de aire de un edificio.

Esmaily y Jia planean comenzar a construir un prototipo del casco usando impresión 3D. Se pusieron en contacto con el Laboratorio de creación de prototipos rápidos, una instalación en la Escuela Sibley dirigida por estudiantes y que contiene una variedad de impresoras 3D, un cortador láser y una mesa de enrutador de control numérico por computadora. Una vez que tengan un prototipo, el equipo solicitará fondos adicionales para estudiar una variedad de condiciones de flujo.

La investigación fue financiada por el Centro Atkinson para la Sostenibilidad como parte de una serie de subvenciones de respuesta rápida para la investigación relacionada con COVID-19.