Cientistas da Universidade do Missouri (Estados Unidos) publicaram, na “Physics of Fluids” (revista científica do Instituto Americano de Física, editada pela AIP Publishing), um estudo sobre como o fluxo de ar e o fluxo dos fluídos afetam as gotículas expelidas que podem conter o vírus. Este estudo inclui uma descrição muito explícita da turbulência do ar que afeta a trajetória de uma gota expelida.

O cálculos efetuados revelam, entre outras coisas, um efeito importante e surpreendente do ar húmido. Os resultados mostram que uma humidade elevada pode prolongar mais de vinte e três vezes a vida útil aérea de gotas de tamanho médio.

As gotículas expelidas na respiração humana normal têm entre um décimo de micron a 1.000 microns. Por comparação, um cabelo humano tem um diâmetro de cerca de 70 microns, enquanto uma partícula típica de coronavírus tem menos de um décimo de micron. As gotículas expelidas mais comuns têm cerca de 50 a 100 microns de diâmetro.

As gotículas expelidas por um indivíduo infetado contêm partículas de vírus, bem como outras substâncias, tais como água, lípidos, proteínas e sal. A investigação considerou não só o transporte de gotículas pelo ar, mas também a sua interação com o ambiente circundante, particularmente através da evaporação.

Os cientistas utilizaram uma descrição melhorada da turbulência do ar para explicar as flutuações naturais das correntes de ar em torno da gota projetada.  Compararam os seus resultados com outros estudos de modelagem e com dados experimentais sobre partículas de tamanho semelhante às gotículas expiradas. O modelo mostrou uma concordância com os dados relativos ao pólen de milho, que tem um diâmetro de 87 microns, aproximadamente o mesmo tamanho da maioria das gotas expelidas.

A humidade afeta o destino das gotas expelidas, uma vez que o ar seco pode acelerar a evaporação natural. No ar com 100% de humidade relativa, as simulações mostram gotas maiores, com 100 microns de diâmetro, que caem ao chão a cerca de 1,8 metros da fonte de projeção. Gotas mais pequenas de 50 microns de diâmetro no ar muito húmido, podem “viajar” até 4,8 metros.

O ar menos húmido pode retardar a propagação. Com uma humidade relativa de 50%, nenhuma das gotículas de 50 microns foi além dos 3,5 metros.

Os investigadores também observaram um modelo de jato forte para imitar a tosse. “Se a carga viral associada às gotículas for proporcional ao volume, quase 70% do vírus depositar-se-ia no solo durante a tosse”, acrescentou o autor do estudo, Professor Binbin Wang, da Universidade de Missouri (Estados Unidos).  “A manutenção da distância física pode diminuir bastante a propagação da doença, através da redução da deposição de gotículas nas pessoas, bem como através da redução da possibilidade de inalar aerossóis perto da fonte infetada”.

Mais informação em:

The article, “Transport and fate of human expiratory droplets – a modeling approach,” is authored by Binbin Wang, Huijie Wu and Xiu-Feng Wan. The article will appear in Physics of Fluids on Aug. 18, 2020 (DOI: 10.1063/5.0021280). After that date, it can be accessed at https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0021280.

NR/HN/Adelaide Oliveira