Un estudio de la URV revela que cuando la diferencia entre la temperatura corporal y la ambiental es mayor, las nubes de partículas generadas al toser o estornudar se dispersan más y mantienen una concentración más elevada

Cuando una persona tose o estornuda expulsa una nube de partículas microscópicas capaces de transportar virus y bacterias, que actúan como vectores de enfermedades respiratorias como la gripe, la COVID-19 o la tuberculosis. Entender cómo estos aerosoles se dispersan en el aire es crucial para minimizar la transmisión de patógenos en espacios interiores, pero su dinámica es compleja y depende de muchos factores: la fuerza de la exhalación, la morfología del sistema respiratorio, las características del espacio, etc. Ahora, un nuevo estudio liderado por investigadores de la Universitat Rovira i Virgili ha demostrado que la temperatura también desempeña un papel importante en el proceso.

Los resultados indican que la diferencia entre la temperatura del aire exhalado y la del ambiente hace que la nube de partículas se mantenga más concentrada y llegue más lejos. Cuanto mayor es esta diferencia —por ejemplo, cuando una persona con fiebre tose en un entorno frío—, más perceptibles son sus efectos. La investigación da continuidad a una línea de trabajo iniciada por el grupo de investigación ECoMMFiT de la URV, que ya había desarrollado un simulador capaz de reproducir toses y estornudos para estudiar cómo se dispersan los aerosoles respiratorios. En aquella primera fase, el equipo demostró que la cavidad nasal modifica de manera significativa la trayectoria de las partículas expulsadas. Ahora, los investigadores han incorporado un nuevo factor al análisis: la temperatura.

Para ello, han modificado el simulador para calentar el aire exhalado hasta los 37 °C, una temperatura que imita la de una persona con febrícula. La fase experimental se ejecutó dentro de una cámara climática del Institut de Recerca en Energia de Catalunya, donde los investigadores de la URV pudieron recrear diferentes condiciones ambientales controladas. Más concretamente, estudiaron el comportamiento de los aerosoles respiratorios en ambientes a 27 °C, 17 °C y 7 °C, combinando estas temperaturas con diferentes intensidades de exhalación y las dos configuraciones del simulador: estornudando con la cavidad nasal abierta y cerrada. En total analizaron dieciocho configuraciones experimentales distintas, repetidas diez veces cada una para garantizar la fiabilidad de los resultados, hasta completar 180 experimentos.

“Queríamos entender hasta qué punto la temperatura ambiental puede alterar la dinámica de las nubes de partículas”, explica Nicolás Catalán, investigador del Departamento de Ingeniería Mecánica de la URV y coautor del estudio. “Lo que observamos es que, cuando aumenta la diferencia de temperatura entre el aire exhalado y el ambiente, la nube se mantiene más cohesionada y recorre distancias mayores”, añade. Este comportamiento es importante para comprender mejor cómo se transmiten los patógenos por vía aérea y puede contribuir al diseño de protocolos de seguridad, sistemas de ventilación y estrategias de control más eficientes. Los resultados pueden ser especialmente útiles en espacios interiores sensibles, como escuelas, hospitales, laboratorios biológicos o transportes públicos, donde el riesgo de transmisión de enfermedades respiratorias es más elevado.

Para registrar estos fenómenos, el equipo investigador utilizó cámaras de alta velocidad y sistemas de iluminación láser, que les permitieron visualizar y registrar en detalle la dispersión de los aerosoles. Las imágenes muestran cómo, en entornos fríos, las diferencias de densidad entre el aire caliente exhalado y el aire ambiental generan fuerzas de flotabilidad que modifican la trayectoria y la estructura de la nube de partículas respiratorias. Esto hace que los aerosoles mantengan durante más tiempo concentraciones elevadas y se desplacen más lejos antes de dispersarse completamente.

El papel de la nariz sigue siendo determinante

El análisis también confirma que la geometría del sistema respiratorio sigue siendo determinante. Cuando el flujo de aire pasa parcialmente por la nariz, se reduce el alcance horizontal y aumenta la dispersión vertical. En cambio, cuando la exhalación se produce exclusivamente por la boca, la nube tiende a avanzar de manera más horizontal. Esta combinación entre temperatura, intensidad de la exhalación y participación de la nariz genera patrones de dispersión muy distintos según las condiciones ambientales.

Más allá de los resultados, la investigación aporta datos experimentales muy poco habituales en este campo. Hasta ahora, muchos estudios sobre aerosoles respiratorios se habían basado en simulaciones numéricas o en experimentos con voluntarios humanos, lo que dificulta controlar con precisión variables como el caudal, la temperatura o la geometría respiratoria. El simulador desarrollado por la URV permite reproducir estas condiciones de manera estable y repetible, generando datos muy valiosos para alimentar modelos computacionales capaces de simular con mayor precisión la dinámica de los aerosoles y la transmisión de enfermedades respiratorias.

Aun así, los investigadores subrayan que el comportamiento real de los aerosoles respiratorios es extremadamente complejo y que todavía es necesario seguir investigando factores como la humedad, la ventilación o la persistencia de las partículas en suspensión.

Referencia: Catalán, N., Cito, S., Varela Ballesta, S., Fabregat, A., Vernet, A., Graus, D., & Pallarès, J. (2026). Bioaerosol transport dynamics in cold and warm environments: An experimental study using a three-dimensional-printed human airway model. Physics of Fluids. https://doi.org/10.1063/5.0303143