Fluxuri lungi de picături încărcate de virus se pot târâ în spatele persoanelor infectate

Mersul rapid prin coridoare înguste poate crește COVID-19[feminine risc de transmissió.

Els llargs corrents de gotes carregades de virus poden rastrejar darrere d’individus infectats que caminen a través d’un passadís estret, afectant les directrius de distanciament social.

S’han utilitzat simulacions computacionals per predir amb precisió els patrons de dispersió del flux d’aire i de les gotes en situacions on es podria estendre COVID-19. A la revista Física dels fluids, publicat per AIP Publishing, els resultats mostren la importància de la forma de l’espai a l’hora de modelar com les gotes carregades de virus es mouen per l’aire.

Les simulacions s’utilitzen per determinar patrons de flux darrere d’un individu caminant en espais de diferent forma. Els resultats revelen un risc de transmissió més gran per als nens en alguns casos, com ara darrere de persones que es mouen ràpidament en un llarg passadís estret.

Investigacions prèvies amb aquesta tècnica de simulació han ajudat els científics a entendre la influència d’objectes, com ara barreres de vidre, finestres, aparells d’aire condicionat i lavabos, sobre els patrons de flux d’aire i la propagació de virus. Les simulacions anteriors solien suposar un espai interior gran i obert, però no han tingut en compte l’efecte de les parets properes, com les que podrien existir en un passadís estret.

Les gotes generades per la tos d’un individu caminant es dispersen de manera diferent en un passadís estret i en un espai obert. En un espai obert, les gotes es dispersen en un ampli ventall unit a la persona. Crèdit: Xiaolei Yang

Si una persona que camina per un passadís tos, la seva respiració expulsa gotetes que viatgen al voltant i darrere del seu cos, formant una estela en la forma en què un vaixell forma una estela a l’aigua mentre viatja. La investigació va revelar l’existència d’una “bombolla de recirculació” directament darrere del tors de la persona i una llarga estela que fluïa darrere d’ella a aproximadament alçada de la cintura.

“Els patrons de flux que hem trobat estan fortament relacionats amb la forma del cos humà”, va dir l’autor Xiaolei Yang. “A 2 metres riu avall, l’estela és gairebé insignificant a l’alçada de la boca i a la cama, però encara és visible a l’alçada de la cintura”.

Un cop determinats els patrons de flux d’aire, la investigació va modelar la dispersió d’un núvol de gotes expulsades de la boca de la persona simulada. La forma de l’espai que envolta la persona en moviment és particularment fonamental per a aquesta part del càlcul.

Es van trobar dos tipus de modes de dispersió. En un mode, el núvol de gotes es desprèn de la persona en moviment i flota molt darrere d’aquest individu, creant una bombolla flotant de gotes carregades de virus. En l’altre mode, el núvol s’adhereix a l’esquena de la persona, rere seu com una cua mentre es mouen per l’espai.

En ambdós modes, el núvol de gotes oscil·la a aproximadament la mitja alçada de la persona infectada abans d’arribar al terra, cosa que indica un risc més elevat per als nens d’inhalar les gotes. Crèdit: Xiaolei Yang

“Per al mode de separació, la concentració de gotes és molt superior a la del mode adjunt, cinc segons després de la tos”, va dir Yang. “Això suposa un gran desafiament per determinar una distància social segura en llocs com un passadís molt estret, on una persona pot inhalar gotes virals fins i tot si el pacient està molt al davant”.

El perill és especialment gran per als nens, ja que en ambdós modes, el núvol de gotes oscil·la a una distància per sobre del terra que és aproximadament la meitat de l’alçada de la persona infectada, és a dir, a la boca dels nens.

Referència: “Efectes de les mides d’espai sobre la dispersió de gotes generades per la tos d’una persona que camina” per Zhaobin Li, Hongping Wang, Xinlei Zhang, Ting Wu i Xiaolei Yang, 15 de desembre de 2020, Física dels fluids.
DOI: 10.1063 / 5.0034874