Un nuevo método para visualizar la respiración que se exhala mientras alguien habla o canta podría proporcionar nuevos conocimientos importantes sobre cómo se propagan enfermedades como el COVID-19 y la eficacia de las mascarillas faciales.

"Los científicos creen que el virus SARS-CoV-2 se transmite principalmente a través de gotitas respiratorias que pueden transportarse con el aliento o expulsarse al toser o estornudar, "dijo Thomas Moore de Rollins College, quién realizó la investigación. "Pero también se transmite por aerosoles en el aire, que son pequeñas partículas que permanecen en el aire más tiempo que las gotas más grandes. El sistema que desarrollé proporciona una forma de estimar qué tan lejos viaja la respiración antes de dispersarse en el aire circundante y puede proporcionar evidencia visual de que las máscaras limitan significativamente la distancia que viaja la respiración en el aire ".

En la revista The Optical Society (OSA) Óptica aplicada , Moore describe cómo usó una variación de la interferometría de patrón de moteado electrónico para obtener imágenes de las diferencias de temperatura entre el aire exhalado y el aire circundante. La nueva técnica también se puede utilizar para estudiar los detalles de cómo fluye la respiración desde la boca mientras se habla o se canta. que podría ser útil para la instrucción musical y la terapia del habla.

De instrumentos musicales a personas

Moore desarrolló originalmente la tecnología de imágenes para estudiar el flujo de aire a través de instrumentos musicales como tubos de órgano. "En respuesta a la pandemia de COVID-19, Empecé a imaginarme el aliento de la gente hablando y cantando, ", dijo." Me di cuenta de que al ampliar mi sistema existente, Probablemente podría determinar qué tan lejos se extiende la respiración y qué tan efectivas pueden ser las máscaras para limitar la extensión de la respiración ".

La mayoría de los enfoques existentes que se utilizan para obtener imágenes de la respiración exhalada requieren equipos costosos y solo pueden obtener imágenes de un área relativamente pequeña. Moore diseñó un sistema que utiliza componentes ópticos comunes disponibles comercialmente para superar estas limitaciones.

"Utilicé una variación de la interferometría de patrón de moteado electrónico, que se ha utilizado durante muchos años para estudiar los patrones vibratorios de objetos sólidos, ", dijo Moore." La innovación fue cambiar el sistema de tal manera que se pueda usar para crear imágenes de cosas transparentes, como el aliento, en lugar de sólidos objetos vibrantes ".

El sistema de imágenes utiliza el hecho de que la velocidad de la luz cambiará dependiendo de la temperatura del aire que atraviesa. Debido a que la respiración es más cálida que el aire circundante, la luz transmitida a través de la respiración llega a la cámara un poco antes que la luz que no la atravesó. Esta ligera diferencia en la velocidad de la luz se puede utilizar para crear imágenes de la respiración exhalada.

Moore probó el nuevo sistema imaginando el aliento de dos vocalistas profesionales cantando y un músico profesional tocando una flauta. uno de los pocos instrumentos donde el músico sopla directamente al aire circundante. "El trabajo con los músicos confirmó de inmediato que el sistema funcionaba bien y podía usarse para estudiar una variedad de problemas, " él dijo.

Cambiar el flujo de aire

Moore está utilizando actualmente el método para estudiar qué tan efectivas son las máscaras para reducir la distancia que viajan los aerosoles exhalados. Está especialmente interesado en estudiar el canto porque las investigaciones indican que se exhala más aerosol mientras canta o habla en voz alta que cuando habla normalmente. También está trabajando para hacer que el sistema sea más estable frente a las vibraciones y para aumentar aún más el tamaño del sistema para obtener imágenes de áreas más grandes.

Moore dice que la técnica ya ha revelado nueva información que puede afectar la forma en que abordamos los requisitos de distanciamiento y enmascaramiento. especialmente cuando está al aire libre. Espera enviar estos resultados para su publicación pronto.

"La pandemia ha causado una catástrofe económica para muchos músicos, y cualquier información que podamos brindarles que los ayude a volver al trabajo es importante, ", dijo Moore." Hemos tenido mucho interés de la comunidad musical, y espero que la comunidad de la salud también esté interesada una vez que comencemos a publicar nuestros resultados ".