Mapa colorido mostrando por quanto tempo uma gota de 100 mícrons em queda livre a uma altura inicial de 1,6 metros é afetada pela temperatura e umidade. Para umidades relativas (UR) e temperaturas (T) abaixo do arco amarelo, a gota cairá ao solo no número de segundos indicado pela escala de cores; acima do arco, a gota irá evaporar completamente no ar, nunca alcançando o solo. Crédito:Binbin Wang
Acredita-se que o novo coronavírus que causa COVID-19 se espalhe por meio de atividades respiratórias naturais, como respirar, falando e tossindo, mas pouco se sabe sobre como o vírus é transportado pelo ar.
Relatório de cientistas da Universidade de Missouri, no Física dos Fluidos , em um estudo sobre como o fluxo de ar e o fluxo de fluido afetam as gotículas exaladas que podem conter o vírus. Seu modelo inclui uma descrição mais precisa da turbulência do ar que afeta a trajetória de uma gota exalada.
Cálculos com seu modelo revelam, entre outras coisas, um efeito importante e surpreendente do ar úmido. Os resultados mostram que a alta umidade pode estender a vida útil de gotículas de tamanho médio no ar em até 23 vezes.
Gotículas exaladas na respiração humana normal vêm em uma variedade de tamanhos, de cerca de um décimo de um mícron a 1, 000 mícrons. Para comparação, um cabelo humano tem um diâmetro de cerca de 70 mícrons, enquanto uma partícula típica de coronavírus tem menos de um décimo de mícron. As gotículas exaladas mais comuns têm cerca de 50 a 100 mícrons de diâmetro.
As gotículas exaladas por um indivíduo infeccioso contêm partículas de vírus, bem como outras substâncias, como água, lipídios, proteínas e sal. A pesquisa considerou não apenas o transporte de gotas pelo ar, mas também sua interação com o ambiente circundante, particularmente por evaporação.
Os investigadores usaram uma descrição melhorada da turbulência do ar para contabilizar as flutuações naturais nas correntes de ar em torno da gota ejetada. Eles foram capazes de comparar seus resultados com outros estudos de modelagem e com dados experimentais sobre partículas semelhantes em tamanho às gotas exaladas. O modelo mostrou boa concordância com os dados de pólen de milho, que tem um diâmetro de 87 mícrons, aproximadamente o mesmo tamanho da maioria das gotas exaladas.
A umidade afeta o destino das gotículas exaladas, já que o ar seco pode acelerar a evaporação natural. No ar com 100% de umidade relativa, as simulações mostram gotículas maiores, com 100 mícrons de diâmetro, caindo no solo a aproximadamente 6 pés da fonte de expiração. Gotículas menores de 50 mícrons de diâmetro podem viajar mais longe, até 5 metros, ou cerca de 16 pés, em ar muito úmido.
O ar menos úmido pode retardar a propagação. A uma umidade relativa de 50%, nenhuma das gotículas de 50 mícrons viajou além de 3,5 metros.
Os investigadores também analisaram um modelo de jato pulsante para simular a tosse.
"Se a carga de vírus associada às gotículas for proporcional ao volume, quase 70% do vírus seria depositado no solo durante uma tosse, "disse o autor Binbin Wang." Manter distância física remediaria significativamente a propagação desta doença, reduzindo a deposição de gotículas nas pessoas e reduzindo a probabilidade de inalação de aerossóis perto da fonte infecciosa. "
