Una nueva investigación de la Universidad de Florida Central ha identificado características fisiológicas que podrían convertir a las personas en súper propagadores de virus como el SARS-CoV-2.

En un estudio que aparece este mes en la revista Física de fluidos, Los investigadores del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la UCF utilizaron modelos generados por computadora para simular numéricamente los estornudos en diferentes tipos de personas y determinar las asociaciones entre las características fisiológicas de las personas y qué tan lejos viajan y permanecen en el aire las gotas de sus estornudos.

Descubrieron que las características de las personas como una nariz tapada o una dentadura completa, podría aumentar su potencial para propagar virus al afectar la distancia que viajan las gotas cuando estornudan.

Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU., La principal forma en que las personas se infectan con el virus que causa COVID-19 es a través de la exposición a gotitas respiratorias. como por los estornudos y la tos que son portadores de virus infecciosos.

Saber más sobre los factores que afectan la distancia que viajan estas gotas puede informar los esfuerzos para controlar su propagación, dice Michael Kinzel, profesor asistente del Departamento de Ingeniería Mecánica de la UCF y coautor del estudio.

"Este es el primer estudio que tiene como objetivo comprender el 'por qué' subyacente de qué tan lejos viajan los estornudos, "Dice Kinzel." Demostramos que el cuerpo humano tiene influenciadores, como un complejo sistema de conductos asociado con el flujo nasal que en realidad interrumpe el chorro de la boca y evita que las gotas se dispersen a grandes distancias ".

Por ejemplo, cuando la gente tiene la nariz despejada, como por soplarlo en un pañuelo de papel, la velocidad y la distancia que viajan las gotas de estornudo disminuyen, según el estudio.

Esto se debe a que una nariz despejada proporciona un camino además de la boca para que salga el estornudo. Pero cuando las narices de las personas están congestionadas, el área por donde puede salir el estornudo está restringida, haciendo así que las gotitas de estornudo expulsadas de la boca aumenten su velocidad.

Similar, los dientes también restringen el área de salida del estornudo y hacen que las gotas aumenten su velocidad.

"Los dientes crean un efecto de estrechamiento en el chorro que lo hace más fuerte y más turbulento, "Dice Kinzel." En realidad, parecen impulsar la transmisión. Entonces, si ves a alguien sin dientes, de hecho, puede esperar un chorro más débil por el estornudo de ellos ".

Para realizar el estudio, los investigadores utilizaron modelos 3D y simulaciones numéricas para recrear cuatro tipos de boca y nariz:una persona con dientes y nariz despejada; una persona sin dientes y con la nariz despejada; una persona sin dientes y con la nariz congestionada; y una persona con dientes y nariz congestionada.

Cuando simularon estornudos en los diferentes modelos, descubrieron que la distancia de pulverización de las gotitas expulsadas cuando una persona tiene la nariz congestionada y la dentadura completa es aproximadamente un 60 por ciento mayor que cuando no la tienen.

Los resultados indican que cuando alguien mantiene la nariz despejada, como soplándolo en un pañuelo de papel, que podrían estar reduciendo la distancia que viajan sus gérmenes.

Los investigadores también simularon tres tipos de saliva:fina, medio y grueso.

Descubrieron que la saliva más fina resultaba en estornudos compuestos por gotitas más pequeñas, que creaba un rocío y permanecía en el aire más tiempo que la saliva media y espesa.

Por ejemplo, tres segundos después de un estornudo, cuando la saliva espesa llegaba al suelo y así disminuía su amenaza, la saliva más fina todavía flotaba en el aire como un potencial transmisor de enfermedades.

El trabajo se remonta al proyecto de los investigadores para crear una pastilla para la tos COVID-19 que daría a las personas una saliva más espesa para reducir la distancia que viajarían las gotas de un estornudo o tos. y así disminuir la probabilidad de transmisión de enfermedades.

Los hallazgos arrojan nuevos conocimientos sobre la variabilidad de la distancia de exposición e indican cómo los factores fisiológicos afectan las tasas de transmisibilidad. dice Kareem Ahmed, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la UCF y coautor del estudio.

"Los resultados muestran que los niveles de exposición dependen en gran medida de la dinámica de fluidos que puede variar según varias características humanas, "Dice Ahmed." Tales características pueden ser factores subyacentes que impulsan los eventos de superpropagación en la pandemia de COVID-19 ".

Los investigadores dicen que esperan mover el trabajo hacia estudios clínicos a continuación para comparar sus hallazgos de simulación con los de personas reales de diversos orígenes.

Los coautores del estudio fueron Douglas Fontes, investigador postdoctoral del Florida Space Institute y autor principal del estudio, y Jonathan Reyes, investigador postdoctoral en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la UCF.

Fontes dice que para avanzar en los hallazgos del estudio, el equipo de investigación quiere investigar las interacciones entre el flujo de gas, película de moco y estructuras de tejido dentro del tracto respiratorio superior durante eventos respiratorios.

"Los modelos numéricos y las técnicas experimentales deben trabajar en conjunto para proporcionar predicciones precisas de la ruptura primaria dentro del tracto respiratorio superior durante esos eventos, " él dice.

"Esta investigación potencialmente proporcionará información para medidas de seguridad más precisas y soluciones para reducir la transmisión de patógenos, proporcionar mejores condiciones para hacer frente a las enfermedades habituales o las pandemias en el futuro, " él dice.