Las simulaciones por computadora se han utilizado con gran éxito en los últimos meses para visualizar la propagación del virus COVID-19 en una variedad de situaciones. En Física de fluidos , los investigadores explican cómo la turbulencia en el aire puede crear un comportamiento sorprendente y contradictorio de las gotas exhaladas, potencialmente cargado de virus.

Investigadores de la Universidad de Florida y la Universidad Libanesa Americana llevaron a cabo simulaciones por computadora detalladas para probar una teoría matemática que desarrollaron previamente. Descubrieron que exhalaciones casi idénticas podrían extenderse en diferentes direcciones cuando las variaciones iniciales minúsculas se amplifican sustancialmente por la turbulencia. Este es el llamado efecto mariposa.

Los investigadores llaman al volumen de aire exhalado en una tos o estornudo una bocanada. Encontraron que la mayoría de las gotas de líquido que podrían contener virus permanecen dentro de la bocanada a medida que se propaga. Sin embargo, una pequeña cantidad de gotas son expulsadas de la bocanada a velocidades casi balísticas, sobrepasando enormemente la mayor parte del aire exhalado.

Las gotas que salen de la bocanada como balas son más grandes de lo normal, mientras que los que quedan dentro de la bocanada son más pequeños. Adicionalmente, los autores encontraron que la porción de la bocanada que avanza a mayor velocidad arrastraría algunas gotas con ella. Este mecanismo inducido por turbulencias proporciona una explicación de por qué las gotas expulsadas a veces se alejan tanto de la fuente.

"Uno de nuestros hallazgos interesantes fue que una pequeña porción de la bocanada de aire podría desprenderse, ", dijo el autor Nadim Zgheib." La parte desprendida se asemeja a una estructura en forma de anillo de vórtice y avanza relativamente rápido a lo largo de una dirección que se desvía ligeramente de la dirección del flujo ".

Las porciones peladas tienen forma de anillo, permitiendo que las bolsas de aire separadas avancen a mayor velocidad, propagando potencialmente peligrosas gotitas cargadas de virus en un área grande.

"Notamos que el centro de la bocanada separada está prácticamente desprovisto de gotitas, "dijo el autor Jorge Salinas.

No se puede predecir la dirección en la que viaja esta parte separada. Varias ejecuciones revelaron que bolsas separadas de aire cargado de virus podrían viajar en muchas direcciones, alcanzando grandes distancias de la persona potencialmente infectada.

Mientras las gotas son arrastradas por la bolsa de aire despegada, otros permanecen varados dentro del cuerpo principal de la bocanada. La densidad de estas gotas es considerablemente más alta que la del aire circundante, por lo que tienden a asentarse bajo la gravedad y eventualmente aterrizar en el suelo o superficies debajo.