Simulações de computador têm sido usadas com grande sucesso nos últimos meses para visualizar a disseminação do vírus COVID-19 em uma variedade de situações. No Física dos Fluidos , pesquisadores explicam como a turbulência no ar pode criar um comportamento surpreendente e contra-intuitivo de gotículas exaladas, potencialmente carregados de vírus.

Investigadores da Universidade da Flórida e da Universidade Libanesa Americana realizaram simulações de computador detalhadas para testar uma teoria matemática que desenvolveram anteriormente. Eles descobriram que exalações quase idênticas podem se espalhar em direções diferentes quando variações iniciais minúsculas são substancialmente amplificadas pela turbulência. Este é o chamado efeito borboleta.

Os investigadores chamam o volume de ar exalado em uma tosse ou espirro em uma baforada. Eles descobriram que a maioria das gotículas líquidas que poderiam conter vírus permanecem dentro da nuvem enquanto ela se espalha. Contudo, um pequeno número de gotas é ejetado do sopro em velocidades quase balísticas, ultrapassando amplamente a maior parte do ar exalado.

As gotas que saem da nuvem como balas são maiores do que o normal, enquanto os que permanecem dentro do puff são menores. Adicionalmente, os autores descobriram que a porção do sopro avançando em uma velocidade mais alta arrastaria algumas gotas com ele. Este mecanismo induzido por turbulência fornece uma explicação de por que as gotas ejetadas às vezes vão tão longe da fonte.

"Uma das nossas descobertas interessantes foi que uma pequena porção do sopro de ar pode se desprender, "O autor Nadim Zgheib disse." A parte destacada se assemelha a uma estrutura semelhante a um anel de vórtice e avança relativamente rápido ao longo de uma direção que se desvia ligeiramente da direção do fluxo. "

As porções destacadas são em forma de anel, permitindo que os bolsões separados de ar avancem em alta velocidade, potencialmente espalhando gotículas carregadas de vírus perigosas sobre uma grande área.

"Percebemos que o centro da nuvem separada está praticamente sem nenhuma gota, "disse o autor Jorge Salinas.

A direção que esta porção destacada viaja não pode ser prevista. Várias execuções revelaram que bolsões isolados de ar carregado de vírus podem viajar em muitas direções, alcançando grandes distâncias da pessoa potencialmente infectada.

Enquanto as gotas são arrastadas pela bolsa de ar removida, outros permanecem presos dentro do corpo principal do puff. A densidade dessas gotículas é consideravelmente maior do que o ar circundante, portanto, eles tendem a se acomodar sob a gravidade e, eventualmente, pousar no solo ou nas superfícies abaixo.