Para peneliti di UBC Okanagan telah meluncurkan perangkat canggih untuk meningkatkan kualitas udara dalam ruangan dengan efektif menghilangkan patogen di udara dan mengurangi penyebaran infeksi pernapasan. Terobosan ini dapat berdampak signifikan terhadap keselamatan kesehatan di ruang tertutup seperti klinik, ruang kelas, dan kantor.
Para insinyur di Universitas British Columbia Okanagan (UBCO) telah mengembangkan perangkat baru yang bertujuan untuk meningkatkan kualitas udara dalam ruangan dengan menghilangkan patogen di udara secara efektif. Inovasi ini dapat menjadi alat vital dalam mengurangi penyebaran penyakit pernapasan di ruang tertutup.
Metode tradisional untuk menekan penularan penyakit menular biasanya melibatkan peningkatan sistem ventilasi gedung untuk mengatur aliran udara dalam skala besar. Namun, sistem ventilasi personal memberikan lapisan perlindungan tambahan dengan mengarahkan udara bersih kepada setiap individu dari jarak tertentu. Meskipun pendekatan ini, serupa dengan sirkulasi udara di pesawat penumpang, memiliki manfaat, pendekatan ini juga memiliki kekurangan yang signifikan.
"Memastikan kualitas udara yang tinggi saat berada di dalam ruangan sangat penting untuk mengurangi penularan penyakit melalui udara, terutama di lingkungan bersama," ujar rekan penulis Sunny Li, seorang profesor di Sekolah Teknik, dalam siaran pers. "Banyak warga Kanada menghabiskan hampir 90 persen waktu mereka di dalam ruangan, menjadikan kualitas udara dalam ruangan sebagai faktor krusial bagi kesehatan dan kesejahteraan."
Penulis utama Mojtaba Zabihi, seorang peneliti pascadoktoral di UBCO, menekankan tantangan penerapan perubahan pada sistem HVAC yang ada karena beragamnya tata letak ruangan dan desain ventilasi. Hal ini menggarisbawahi pentingnya ventilasi yang dipersonalisasi.
“Kami ingin mengembangkan sistem inovatif yang mencegah penghuni menghirup udara terkontaminasi sekaligus memungkinkan mereka menggunakan sistem ventilasi personal dengan nyaman dalam jangka waktu lama,” tambah Zabihi.
Tim peneliti, yang bekerja sama dengan Kelompok Riset Penularan Penyakit Melalui Udara (Airborne Disease Transmission Research Cluster) UBC, menciptakan konsep aliran udara induksi-penghilangan atau jet-sink. Desain baru ini menangkap dan menghilangkan aerosol yang dihembuskan sebelum bersirkulasi ke seluruh ruangan.
Tidak seperti sistem ventilasi pribadi konvensional, yang mengandalkan semburan udara berkecepatan tinggi yang dapat menyebabkan ketidaknyamanan dan kehilangan efektivitas saat pengguna bergerak, sistem baru ini terus-menerus menarik partikel yang terkontaminasi ke zona pemurnian lokal.
"Desain kami memadukan kenyamanan dengan kontrol," tambah Zabihi. "Desain ini menciptakan aliran udara terarah yang memerangkap dan menghilangkan aerosol yang dihembuskan hampir seketika—sebelum sempat menyebar."
Dengan menggunakan simulasi komputer untuk memodelkan pernapasan, panas tubuh, dan aliran udara dalam skenario konsultasi 30 menit, para peneliti membandingkan perangkat baru mereka dengan sistem ventilasi pribadi standar.
Temuan mereka, diterbitkan Sistem baru ini mengurangi kemungkinan infeksi menjadi hanya 9.5%, dibandingkan dengan 47.6% untuk pengaturan pribadi statis, 38% untuk sistem ventilasi pribadi dengan desain pembuangan, dan 91% pada ventilasi ruangan standar.
Dalam kondisi optimal, perangkat ini mampu mencegah terhirupnya patogen selama 15 menit pertama paparan, sehingga hanya 10 dari 540,000 partikel yang dapat mencapai orang lain. Simulasi mereka menunjukkan bahwa sistem ini dapat menghilangkan hingga 94 persen patogen di udara.
"Sistem ventilasi personalisasi tradisional tidak dapat beradaptasi ketika orang bergerak atau berinteraksi," tambah rekan penulis Joshua Brinkerhoff, seorang profesor madya di Sekolah Teknik. "Ini adalah solusi cerdas dan responsif untuk ruangan seperti klinik, ruang kelas, atau kantor di mana kontak dekat tak terhindarkan."
Brinkerhoff mencatat bahwa studi ini menunjukkan potensi rekayasa aliran udara—bukan hanya filtrasi—untuk meningkatkan kualitas udara dalam ruangan dan keselamatan penghuni. Ke depannya, tim akan berfokus pada penyempurnaan desain untuk ruangan yang lebih besar dan pengujian prototipe fisik dalam praktik.
Zabihi, yang merupakan anggota Komite Kode Model Nasional Kanada untuk Lingkungan Dalam Ruangan, berharap penelitian ini akan memengaruhi standar ventilasi di masa mendatang, yang berkontribusi pada lingkungan dalam ruangan yang lebih sehat dan aman.