Desarrollo de un sistema experimental para la medición del depósito de partículas ultrafinas y carbono negro equivalente en el tracto respiratorio | Development of an Experimental System for Measuring the Deposition of Ultrafine Particles and Equivalent Black Carbon in the Respiratory Tract

Este estudio presenta el diseño, implementación y validación de un sistema experimental portátil orientado a cuantificar la fracción depositada de partículas ultrafinas (UFPs) y carbono negro equivalente (eBC) en el tracto respiratorio humano, particularmente en el contexto urbano de Bogotá D.C. El sistema fue concebido para medir, en condiciones reales de exposición, la concentración de partículas en el aire inhalado y exhalado por un sujeto, permitiendo estimar la fracción de partículas retenidas en el organismo. Para ello, se desarrolló un sistema experimental integrado por una cámara intermedia que asegura un flujo continuo y estable hacia los instrumentos de medición durante todo el ciclo respiratorio, evitando alteraciones por el vacío generado en la fase de inhalación. Se integraron sensores portátiles de alta resolución temporal (CPC 3007 y MicroAeth AE51) para la medición de UFPs y eBC respectivamente, junto con un sistema de adquisición de datos y accesorios impresos en 3D. Las pruebas en laboratorio incluyeron verificación de fugas, caracterización de pérdidas y respuesta del sistema ante cambios de concentración. Posteriormente, el sistema fue desplegado en campo para realizar mediciones en entornos urbanos con diferente nivel de contaminación. Finalmente, se implementó una metodología para estimar tanto la dosis como la fracción de partículas depositadas en el tracto respiratorio, a partir de mediciones directas de las concentraciones en el aire inhalado y exhalado, junto con la tasa de respiración del sujeto. Los resultados obtenidos demuestran la viabilidad del sistema para estudios de exposición personal y constituyen una herramienta valiosa para evaluar el impacto de contaminantes atmosféricos sobre la salud respiratoria, especialmente en contextos urbanos de América Latina.

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