Flujos de recirculación, es decir, despierta, se observan tanto en la parte delantera del que tose (izquierda) como en la parte trasera del oyente (derecha). Una gota puede ser arrastrada y atrapada en la estela, alterando significativamente su trayectoria y destino. Crédito:Instituto A * STAR de Computación de Alto Rendimiento
La pandemia de COVID-19 en curso ha llevado a muchos investigadores a estudiar la transmisión de gotitas en el aire en diferentes condiciones y entornos. Los últimos estudios están comenzando a incorporar aspectos importantes de la física de fluidos para profundizar nuestra comprensión de la transmisión viral.
En un nuevo documento en Física de fluidos , Los investigadores del Instituto de Computación de Alto Rendimiento de A * STAR llevaron a cabo un estudio numérico sobre la dispersión de gotas utilizando una simulación de flujo de aire de alta fidelidad. Los científicos encontraron que una sola gota de tos de 100 micrómetros a una velocidad del viento de 2 metros por segundo puede viajar hasta 6,6 metros e incluso más en condiciones de aire seco debido a la evaporación de las gotas.
"Además de llevar una máscara, encontramos que el distanciamiento social es generalmente efectivo, como se muestra que la deposición de gotitas se reduce en una persona que está al menos a 1 metro de la tos, "dijo el autor Fong Yew Leong.
Los investigadores utilizaron herramientas computacionales para resolver formulaciones matemáticas complejas que representan el flujo de aire y las gotas de tos transportadas por el aire alrededor de los cuerpos humanos a varias velocidades del viento y cuando son impactadas por otros factores ambientales. También evaluaron el perfil de deposición de una persona a cierta proximidad.
Una tos típica emite miles de gotas en un amplio rango de tamaños. Los científicos encontraron gotas grandes que se depositaron en el suelo rápidamente debido a la gravedad, pero el chorro de tos podría proyectarlas 1 metro incluso sin viento. Las gotas de tamaño mediano podrían evaporarse en gotas más pequeñas, que son más ligeros y más fáciles de llevar por el viento, y estos viajaron más lejos.
Dispersión de gotitas (lateral, vistas de arriba hacia abajo) de una sola tos para dos personas espaciadas a 1 m de distancia en (a) t =0.52s, (b) t =1s, (c) t =3s y (d) t =5s. Crédito:Instituto A * STAR de Computación de Alto Rendimiento
Los investigadores ofrecen una imagen más detallada de la dispersión de las gotas, ya que incorporaron las consideraciones biológicas del virus. como el contenido no volátil en la evaporación de gotas, en el modelado de la dispersión de gotitas en el aire.
"Una gota que se evapora retiene el contenido viral no volátil, por lo que la carga viral aumenta de manera efectiva, ", dijo el autor Hongying Li." Esto significa que las gotas evaporadas que se convierten en aerosoles son más susceptibles de ser inhaladas profundamente en el pulmón, que causa infección en la parte inferior del tracto respiratorio, que las gotas no evaporadas más grandes ".
Estos hallazgos también dependen en gran medida de las condiciones ambientales, como la velocidad del viento, niveles de humedad, y temperatura del aire ambiente, y basado en suposiciones hechas de la literatura científica existente sobre la viabilidad del virus COVID-19.
Si bien esta investigación se centró en la transmisión aérea al aire libre en un contexto tropical, los científicos planean aplicar sus hallazgos para evaluar el riesgo en ambientes interiores y exteriores donde se reúnen multitudes, como salas de conferencias o anfiteatros. La investigación también podría aplicarse al diseño de entornos que optimicen la comodidad y la seguridad, como habitaciones de hospital que tienen en cuenta el flujo de aire interior y la transmisión de patógenos en el aire.
