A pandemia de COVID-19 está a levar muitos investigadores a estudar a transmissão de gotículas pelo ar em diferentes condições e ambientes. Os estudos mais recentes estão a começar a incorporar aspetos importantes da física dos fluidos para aprofundar a compreensão da transmissão viral.
Num novo artigo publicado na revista “Physics of Fluids”, pela AIP Publishing, investigadores do Instituto de Computação de Alto Desempenho da A * STAR conduziram um estudo numérico sobre a dispersão de gotas usando simulação de alta-fidelidade de fluxo de ar. Os cientistas descobriram que uma única gotícula de tosse de 100 micrómetros, com a velocidade do vento de 2 metros por segundo, pode viajar a mais de 6,6 metros, em condições de ar seco, devido à evaporação das gotículas.
“Além de usar uma máscara, descobrimos que o distanciamento social é geralmente eficaz, já que a deposição de gotículas numa pessoa, que está a pelo menos 1 metro da tosse, é reduzida”, referiu o investigador Fong Yew Leong.
Os investigadores usaram ferramentas computacionais para resolver formulações matemáticas complexas que representam o fluxo de ar e as gotículas de tosse aerotransportadas ao redor dos corpos humanos, em várias velocidades do vento e quando impactadas por outros fatores ambientais. E também avaliaram o perfil de deposição numa pessoa, a determinada distância.
Uma tosse típica ou vulgar emite milhares de gotículas numa ampla área. Os cientistas descobriram que grandes gotículas assentam no solo rapidamente, devido à gravidade, mas que podem ser projetadas a um metro pelo jato da tosse, mesmo sem vento. Gotículas de tamanho médio podem evaporar e tornar-se em gotículas mais pequenas, que são mais leves e mais facilmente transportadas pelo vento, podendo viajar para mais longas distâncias.
No estudo, os investigadores conseguiram e mostram uma imagem detalhada da dispersão das gotículas à medida que incorporam as considerações biológicas do vírus, como o conteúdo não volátil na evaporação das gotículas, na modelagem da dispersão de gotículas no ar.
“Uma gotícula que evapora retém o conteúdo viral não volátil, então a carga viral é efetivamente aumentada”, referiu Hongying Li, autor do estudo. “Isso significa que as gotículas evaporadas que se tornam aerossóis são mais suscetíveis a serem inaladas profundamente, no pulmão, o que causa infeção no trato respiratório, do que as gotículas maiores que não evaporaram.”
Estas descobertas também dependem muito das condições ambientais, como velocidade do vento, níveis de humidade e temperatura do ar ambiente, e são baseadas em dados descritos na literatura científica sobre a viabilidade do vírus que causa a COVID-19.
Embora a investigação se tenha concentrado na transmissão aérea externa num contexto tropical, os cientistas planeiam aplicar as descobertas para avaliar o risco em ambientes internos e externos onde se reúnem as multidões, como salas de conferências ou anfiteatros. A investigação também pode ser aplicada para projetar ambientes que otimizem o conforto e a segurança, como quartos de hospital responsáveis pelo fluxo de ar interno e transmissão de patógenos pelo ar.
