Des chercheurs développent des capteurs de qualité de l’air pour détecter le COVID-19

Des chercheurs développent des capteurs de qualité de l'air pour détecter le COVID-19

Les capteurs MAXIMA et MINIMA ont été utilisés pour mesurer les particules de COVID-19 à l’Orchestre symphonique de Saint-Louis. Crédit : Université de Miami

Dans un avenir pas si lointain, Pratim Biswas envisage un moment où les gens peuvent mesurer leur risque d’attraper COVID-19 dans toutes sortes d’environnements – comme les restaurants, les cabinets médicaux et les hôpitaux – en portant simplement un petit capteur de qualité de l’air et le connecter à une application sur leur téléphone.

Biswas, un scientifique vétéran des aérosols qui est doyen du Collège d’ingénierie de l’Université de Miami, affine ces capteurs depuis des années, dans le but initial de surveiller la qualité de l’air pour les travailleurs industriels dans différents contextes. Mais lorsque COVID-19 est arrivé, il a fourni une avenue encore plus pertinente pour les appareils, qui absorbent l’air d’une petite boîte pouvant être portée ou d’une plus grande placée au mur.

“Les capteurs de qualité de l’air sont un domaine assez nouveau, et nous sommes l’un des pionniers de leur utilisation pour la détection du COVID-19”, a déclaré Biswas, ajoutant que deux de ses anciens étudiants diplômés avaient même formé une entreprise, Applied Particle Technology, pour produire en masse les capteurs portables avant la pandémie. “L’appareil MAXIMA est une unité un peu plus grande et est placé sur une surface telle que le mur et le MINIMA est le capteur portable, et ils peuvent échanger des données entre eux ainsi qu’avec un tableau de bord.”

Pourtant, alors que le monde commençait à se concentrer sur la pandémie de COVID-19 au début de 2020, la recherche sur les aérosols de Biswas a également changé. Il travaille maintenant sur plusieurs projets qui révèlent comment le SRAS-CoV-2 – le virus qui cause le COVID-19 – se propage dans l’air et comment les ingénieurs peuvent aider les gens à réduire leurs chances de contracter la maladie. Alors que les capteurs mesurent actuellement toutes les particules en suspension dans l’air en temps réel, Biswas souhaite les intégrer à une technologie qui pourrait indiquer si les particules contiennent des virus actifs.

“À l’avenir, ces capteurs pourraient même être applicables à la grippe et à d’autres virus, qui peuvent être moins graves mais sont toujours importants à surveiller”, a-t-il déclaré. “Et s’il y a une augmentation des niveaux de concentration de virus, le capteur pourrait déclencher un avertissement.”

En fait, Biswas et l’un de ses doctorants. étudiants, Sukrant Dhawan, ont même publié un article décrivant comment le virus du SRAS-CoV-2 peut voyager dans l’air sous forme de gouttelettes. Dans ce document, ils ont expliqué que certaines des plus petites particules peuvent persister dans l’air pendant des heures après qu’une personne infectée parle, tousse, éternue ou respire et que certaines particules peuvent se déplacer à plus de 6 pieds d’une personne infectée. Biswas et Dhawan ont également conçu leur propre modèle informatique qui peut calculer le risque d’une personne d’être infectée par une personne se tenant devant elle avec COVID-19, en fonction des circonstances de la personne non infectée.

Biswas et son équipe du Laboratoire des aérosols et de la qualité de l’air, auparavant basé à l’Université de Washington à St. Louis, et maintenant situé à l’Université de Miami, étudient également l’efficacité de différentes stratégies de prévention du COVID-19, telles que les masques et la ventilation. pour aider à réduire le risque de transmission à l’intérieur. Dans une autre étude, ils ont mesuré l’efficacité de plusieurs types de masques et ont constaté que les masques N95 et KN95 sont idéaux, mais si les gens n’y ont pas accès, il est important d’utiliser un certain type de masque, a déclaré Biswas.

Les chercheurs voulaient également mesurer le risque d’être infecté par COVID-19 dans des endroits comme une salle d’attente d’un hôpital, une salle d’orchestre et un cabinet dentaire. Par conséquent, l’équipe de Biswas, dont Shruti Choudary, doctorante en génie chimique, environnemental et des matériaux, a installé ses capteurs MAXIMA et portables MINIMA dans divers endroits de la région de Saint-Louis. Ils ont ensuite créé des cartes thermiques indiquant où se trouvaient les niveaux les plus élevés d’aérosols.

Bien qu’ils analysent toujours les données, les premières indications révèlent que l’air dans les salles d’attente des hôpitaux avec une ventilation adéquate était relativement propre, alors que les cabinets dentaires et les salles d’orchestre avaient plus de points chauds, ou des emplacements de concentrations de particules plus élevées, avec un potentiel pour plus de COVID- 19 transmission. Sur la base de ces mesures, ils ont également trouvé des solutions pour minimiser le niveau de concentrations de particules en suspension dans l’air dans les salles d’orchestre.

“Vous pouvez créer un certain modèle de ventilation pour nettoyer la zone où les aérosols s’accumulent”, a expliqué Biswas. “Dans le cas de l’orchestre, l’installation pourrait diriger le système de ventilation pour aspirer l’air de la zone de concentrations d’aérosols fortement émis à un taux plus élevé.”

Pendant ce temps, dans les cabinets dentaires, ils ont appris que la ventilation et le masquage sont également essentiels, et ils ont également réalisé que certaines procédures peuvent exposer le dentiste et le personnel à un risque plus élevé. Par conséquent, l’équipe de Biswas a suggéré certaines stratégies pour ces procédures, telles que l’utilisation plus fréquente d’outils d’aspiration pour protéger à la fois le dentiste et les travailleurs dentaires en contact étroit avec les patients.

« Il s’agissait de la première étude du genre à déployer une instrumentation en temps réel pour cartographier avec précision les concentrations de particules en suspension dans l’air dans ces environnements », a noté Biswas.

Pendant ce temps, Biswas a déclaré qu’il espère qu’une fois qu’ils seront affinés, les capteurs MINIMA et MAXIMA seront en mesure de suivre COVID-19 pour les entreprises et les consommateurs individuels. Et plus il y a de capteurs déployés, a ajouté Biswas, plus ils peuvent prédire avec précision les risques potentiels de propagation de la maladie.

“Les capteurs pourraient donner des informations en temps réel, et s’il y en avait un réseau dans toute la communauté, une application pourrait prendre ces données et alerter les gens pour qu’ils prennent des précautions supplémentaires s’il y a un niveau élevé de particules virales à proximité”, a-t-il déclaré.


Étude : L’utilisation généralisée de meilleurs masques peut aider à freiner le COVID-19 à l’intérieur


Plus d’information:
Sukrant Dhawan et al, Modèle de dynamique des aérosols pour l’estimation du risque de transmission aéroportée à courte portée et d’inhalation de gouttelettes expiratoires du SRAS-CoV-2, Sciences et technologies de l’environnement (2021). DOI: 10.1021/acs.est.1c00235

Fourni par l’Université de Miami

Citation: Des chercheurs développant des capteurs de qualité de l’air pour détecter le COVID-19 (2021, 3 septembre) récupéré le 3 septembre 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-09-air-quality-sensors-covid-.html

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