A Escola de Música da Universidade de Minnesota estava preocupada com o ensino individual durante a pandemia COVID-19 e questionou se deveria complementar seu sistema de ventilação com purificadores de ar portáteis HEPA.

Então, funcionários da escola entraram em contato com Suo Yang, professor da Faculdade de Ciências e Engenharia, e sua equipe para descobrir isso. No Física dos Fluidos , Yang e os pesquisadores descrevem seu trabalho para prever como as partículas de vírus se espalham dentro de uma sala de aula de música.

"A transmissão aérea de COVID-19 através de gotículas ou núcleos de gotículas pode ser modelada como um fluxo típico de partículas, e o trabalho de simulação precisa capturar com precisão o movimento das partículas dentro do ambiente de fluxo turbulento, "disse Yang." A deposição de partículas nas paredes e outras superfícies também precisa ser capturada com precisão, e queríamos explorar se as partículas estão presas em algumas zonas de recirculação, ventilado para fora, ou removido por um purificador de ar. "

Suas simulações sugerem que um purificador de ar HEPA deve ser colocado diretamente na frente da pessoa ou instrumento que expele aerossóis e localizado longe de outras pessoas que devem ser protegidas dentro da sala.

A meta dos pesquisadores era uma taxa de ventilação de 288 metros cúbicos por hora, de acordo com as diretrizes da Organização Mundial da Saúde, para cada pessoa na sala. Para seu conhecimento, esta é a investigação mais abrangente do uso de purificadores de ar HEPA para combater COVID-19.

"O principal é que, embora os purificadores portáteis possam ser muito úteis, sua colocação é crítica, "disse Yang.

É absolutamente crítico não espalhar mais aerossóis induzindo um fluxo muito dispersivo, de acordo com Sai Ranjeet Narayanan, um assistente de pesquisa de pós-graduação trabalhando com Yang.

Uma grande surpresa para os pesquisadores foi que os purificadores de ar HEPA portáteis reduzem os aerossóis no ar muito mais rápido do que apenas a ventilação - oferecendo uma remoção de aerossol muito maior em comparação com a não utilização de um purificador.

Se a taxa de fluxo do sistema HVAC for conhecida, este trabalho pode servir como uma diretriz para o tamanho e número de purificadores portáteis necessários, bem como onde colocá-los.

“Nosso trabalho também orienta quanto tempo de intervalo entre as aulas é necessário para garantir a segurança da próxima aula, que é cerca de 25 minutos para este caso, "disse Yang.

"E fornece uma função analítica, considerada uma função linear, para fazer previsões para a remoção do aerossol, deposição, ou taxa de suspensão em quase qualquer cenário:respiração, Falando, cantando, tosse, espirros, diferentes instrumentos de sopro, com e sem máscaras. "

No futuro, "planejamos modelar domínios maiores com mais pessoas, como bandas, orquestras, ou qualquer reunião de grupo, "Narayanan disse." E também podemos comparar o desempenho de diferentes tipos de purificadores.