Os processos físicos detalhados e as vias envolvidas na transmissão de COVID-19 ainda não são bem compreendidos. Os pesquisadores decidiram usar ferramentas computacionais de dinâmica de fluidos avançadas em supercomputadores para aprofundar a compreensão da transmissão e fornecer uma avaliação quantitativa de como diferentes fatores ambientais influenciam as vias de transmissão e o risco de infecção pelo ar.

Um surto em restaurante na China foi amplamente relatado como forte evidência de transmissão de COVID-19 induzida pelo fluxo de ar. Mas faltou uma investigação detalhada sobre como exatamente a transmissão ocorreu.

Por que algumas pessoas foram infectadas e outras na mesma área não? Qual o papel específico da ventilação e do ar condicionado na transmissão de doenças? Explorar essas questões pode ajudar a desenvolver medidas preventivas mais precisas para melhorar nossa segurança.

No Física dos Fluidos, , Jiarong Hong e colegas da Universidade de Minnesota relatam o uso de métodos avançados de simulação para capturar os fluxos complexos que ocorrem quando o fluxo de ar frio dos condicionadores de ar interage com a pluma quente de uma mesa de jantar e o transporte de partículas carregadas de vírus dentro de tais fluxos.

"Nossa simulação captura vários fatores físicos, incluindo fluxo de ar turbulento, efeito térmico, transporte de aerossol em turbulência, eficiência de filtragem limitada de condicionadores de ar, bem como a geometria complexa do espaço, todos os quais desempenham um papel na transmissão aerotransportada, "disse Hong.

Embora muitos estudos de simulação de computador de transmissão aérea de COVID-19 tenham sido realizados recentemente, poucos vinculam diretamente a previsão de simulação de dinâmica de fluidos computacional de alta fidelidade com os surtos de infecção reais relatados por meio de rastreamento de contato.

Este trabalho é o primeiro caso realista simulado e vinculado diretamente com a previsão de simulação.

"Foi habilitado por ferramentas computacionais avançadas usadas em nossa simulação, que pode capturar os fluxos complexos e transporte de aerossol e outros fatores multifísicos envolvidos em um ambiente realista, "Hong disse.

Os resultados mostram uma ligação direta notável entre regiões de alto índice de exposição a aerossol e os padrões de infecção relatados dentro do restaurante, que fornece um forte suporte para a transmissão aérea neste surto amplamente relatado.

Usando análise de estrutura de fluxo e rastreamento de tempo reverso de trajetórias de aerossol, os pesquisadores identificaram ainda duas vias de transmissão em potencial que estão sendo negligenciadas:a transmissão causada por aerossóis subindo de baixo de uma mesa e a transmissão devido a aerossóis de reentrada associados à eficiência de filtragem limitada de condicionadores de ar.

“Nosso trabalho destaca a necessidade de mais medidas preventivas, como a proteção mais adequada embaixo da mesa e o aprimoramento da eficiência de filtragem dos condicionadores de ar, "Hong disse." Mais importante, nossa pesquisa demonstra a capacidade e o valor das ferramentas de simulação de computador de alta fidelidade para a avaliação do risco de infecções transmitidas pelo ar e o desenvolvimento de medidas preventivas eficazes. "