A Organização Mundial de Saúde alertou que a transmissão por aerossol de COVID-19 está sendo subestimada. Se a disseminação do aerossol for confirmada como significativa, como suspeito, precisaremos reconsiderar as diretrizes sobre distanciamento social, sistemas de ventilação e espaços compartilhados.

Um grupo de pesquisadores da Heriot-Watt University e da University of Edinburgh, no Reino Unido, acredita que uma melhor compreensão dos diferentes comportamentos das gotas e seus diferentes mecanismos de dispersão com base no tamanho das gotas também é necessária.

No Física dos Fluidos , o grupo apresenta um modelo matemático que demarca claramente os pequenos, gotículas de tamanho intermediário e grande. Fórmulas simples podem ser usadas para determinar o alcance máximo de uma gota.

Isso tem implicações importantes para a compreensão da propagação de doenças transmitidas pelo ar, como COVID-19, porque seus testes de dispersão revelaram a ausência de gotículas de tamanho intermediário, como esperado.

"A física do fluxo de alguém tossindo é complexa, envolvendo jatos turbulentos e evaporação de gotículas, "disse Cathal Cummins, da Universidade Heriot-Watt. "E a ascensão do COVID-19 revelou as lacunas em nosso conhecimento da física das estratégias de transmissão e mitigação."

Uma dessas lacunas na física é uma clara, descrição simples de para onde vão as gotas individuais quando ejetadas.

"Queríamos desenvolver um modelo matemático de alguém respirando que pudesse ser explorado analiticamente para examinar a física dominante em jogo, "Cummins disse.

Enquanto uma pessoa respira, eles emitem gotas de vários tamanhos que não necessariamente seguem fielmente o fluxo de ar.

"Representamos a respiração como uma fonte pontual de ar e gotículas e incluímos um coletor pontual para modelar o efeito da extração de ar e gotículas, "Cummins disse." Para levar em conta as diferenças de tamanho e densidade, usamos a equação de Maxey-Riley, que descreve o movimento de uma esfera rígida pequena, mas de tamanho finito, através de um fluido. "

Este trabalho fornece aos pesquisadores uma estrutura geral para entender a dispersão de gotas. A simplicidade do modelo demonstra que a bimodalidade pode realmente ser uma propriedade das próprias gotículas, e o grupo fornece fórmulas para prever quando essas gotas terão alcance curto.

"Nosso estudo mostra que não há uma relação linear entre o tamanho da gota e o deslocamento - com gotas pequenas e grandes viajando mais longe do que as de tamanho médio, "disse Felicity Mehendale, co-autor e cirurgião acadêmico da Universidade de Edimburgo. "Não podemos nos dar ao luxo de ser complacentes com as pequenas gotas. O PPE é uma barreira eficaz para as gotas grandes, mas pode ser menos eficaz para as pequenas."

Como solução, Mehendale teve a ideia de criar um dispositivo extrator de aerossol. A equipe está trabalhando em planos para fabricar o extrator de aerossol para manter os médicos seguros durante uma ampla gama de procedimentos geradores de aerossol realizados rotineiramente na medicina e odontologia. As unidades de extração colocadas perto das fontes de gotículas podem efetivamente prender as gotículas, se seus diâmetros caírem abaixo de um fio de cabelo humano.

"Isso tem implicações importantes para a pandemia COVID-19, "disse Cummins." Gotículas maiores seriam facilmente capturadas pelo PPE, como máscaras e protetores faciais. Mas gotículas menores podem penetrar em algumas formas de PPE, portanto, um extrator poderia ajudar a reduzir a fraqueza em nossa defesa atual contra COVID-19 e futuras pandemias. "

Mehendale disse que uma melhor compreensão do comportamento das gotículas ajudará a "informar as diretrizes de segurança para procedimentos de geração de aerossol, e será relevante durante as pandemias atuais e futuras, bem como para outras doenças infecciosas. Este modelo matemático também pode servir como base para modelar o impacto na dispersão de gotículas de sistemas de ventilação existentes em uma variedade de espaços clínicos. "