Usar uma máscara. Fique a dois metros de distância. Evite grandes reuniões. Enquanto o mundo aguarda uma vacina segura e eficaz, o controle da pandemia COVID-19 depende do cumprimento generalizado dessas diretrizes de saúde pública. Mas, como o clima mais frio obriga as pessoas a passar mais tempo em ambientes fechados, bloquear a transmissão de doenças se tornará mais desafiador do que nunca.

Na 73ª Reunião Anual da Divisão de Dinâmica de Fluidos da American Physical Society, os pesquisadores apresentaram uma série de estudos que investigam a aerodinâmica das doenças infecciosas. Seus resultados sugerem estratégias para reduzir o risco com base em uma compreensão rigorosa de como as partículas infecciosas se misturam com o ar em espaços confinados.

A pesquisa no início da pandemia concentrou-se no papel desempenhado por muitos, gotas de queda rápida produzidas por tosse e espirro. Contudo, eventos documentados de superespalhamento sugeriram que a transmissão aérea de minúsculas partículas de atividades cotidianas também pode ser uma rota perigosa de infecção. Cinquenta e três dos 61 cantores do estado de Washington, por exemplo, infectou-se após um ensaio do coral de 2,5 horas em março. Dos 67 passageiros que passaram duas horas em um ônibus com um indivíduo infectado com COVID-19 na província de Zhejiang, China, 24 testaram positivo posteriormente.

William Ristenpart, um engenheiro químico da Universidade da Califórnia, Davis, descobri que quando as pessoas falam ou cantam alto, eles produzem um número dramaticamente maior de partículas de tamanho mícron em comparação com quando usam uma voz normal. As partículas produzidas durante o grito, eles encontraram, exceder em muito o número produzido durante a tosse. Em cobaias, eles observaram que a gripe pode se espalhar através de partículas de poeira contaminadas. Se o mesmo for verdade para o SARS-CoV-2, os pesquisadores disseram, então, objetos que liberam poeira contaminada - como tecidos - podem representar um risco.

Abhishek Kumar, Jean Hertzberg, e outros pesquisadores da Universidade do Colorado, Pedregulho, focado em como o vírus pode se espalhar durante a apresentação de música. Eles discutiram os resultados de experimentos projetados para medir a emissão de aerossóis de instrumentistas.

"Todo mundo estava muito preocupado com flautas no início, mas acontece que as flautas não geram muito, "disse Hertzberg. Por outro lado, instrumentos como clarinetes e oboés, que têm superfícies vibrantes úmidas, tendem a produzir aerossóis copiosos. A boa notícia é que eles podem ser controlados. "Quando você coloca uma máscara cirúrgica sobre o sino de um clarinete ou trompete, reduz a quantidade de aerossóis de volta aos níveis de um tom de voz normal. "

Engenheiros liderados por Ruichen He na Universidade de Minnesota investigaram uma estratégia de redução de risco semelhante em seu estudo do campo de fluxo e aerossóis gerados por vários instrumentos. Embora o nível de aerossóis produzidos varie por músico e instrumento, raramente viajavam a mais de trinta centímetros de distância. Com base em suas descobertas, os pesquisadores desenvolveram um modelo de assento sensível à pandemia para orquestras ao vivo e descreveram onde colocar filtros e membros da audiência para reduzir o risco.

Embora muitos funcionários que antes eram officebound continuem a trabalhar em casa, os empregadores estão explorando maneiras de reabrir com segurança seus locais de trabalho, mantendo distância social suficiente entre os indivíduos. Usando simulações bidimensionais que modelam pessoas como partículas, Kelby Kramer e Gerald Wang, da Carnegie Mellon University, identificaram condições que ajudariam a evitar aglomeração e congestionamento em espaços confinados como corredores.

Viajar de e para edifícios de escritórios em automóveis de passageiros também representa um risco de infecção. Kenny Breuer e seus colaboradores na Brown University realizaram simulações numéricas de como o ar se move nas cabines de carros de passageiros para identificar estratégias que podem reduzir o risco de infecção. Se o ar entrar e sair de uma sala em pontos distantes dos passageiros, então, pode reduzir o risco de transmissão. Em um carro de passageiros, eles disseram, isso significa abrir estrategicamente algumas janelas e fechar outras.

Os matemáticos do MIT Martin Bazant e John Bush propuseram uma nova diretriz de segurança baseada em modelos existentes de transmissão de doenças transmitidas pelo ar para identificar níveis máximos de exposição em uma variedade de ambientes internos. Sua orientação depende de uma métrica chamada "tempo de exposição cumulativo, "que é determinado multiplicando o número de pessoas em uma sala pela duração da exposição. O máximo depende do tamanho e da taxa de ventilação da sala, a cobertura facial de seu ocupante, a infecciosidade das partículas aerossolizadas, e outros fatores. Para facilitar a implementação fácil da diretriz, os pesquisadores trabalharam com o engenheiro químico Kasim Khan para projetar um aplicativo e uma planilha on-line que as pessoas possam usar para avaliar o risco de transmissão em uma variedade de ambientes.

Como Bazant e Bush escreveram em um próximo artigo sobre o trabalho, ficar a seis pés de distância "oferece pouca proteção contra gotículas de aerossol contendo patógenos, pequenas o suficiente para serem continuamente misturadas em um espaço interno". Um melhor, A compreensão baseada na dinâmica do fluxo de como as partículas infectadas se movem através de uma sala pode, em última análise, produzir estratégias mais inteligentes para reduzir a transmissão.