La respiración normal sin mascarilla puede transportar gotas de saliva a más de 2 metros.



La Organización Mundial de la Salud y los Centros para el Control de Enfermedades recomiendan mantener una cierta distancia entre las personas para prevenir la propagación del COVID-19. Estas recomendaciones de distanciamiento social se estiman a partir de una variedad de estudios, pero aún se necesitan más investigaciones sobre el mecanismo preciso del transporte del virus de una persona a otra.

En Física de fluidos, por AIP Publishing, investigadores de la Universidad de Stony Brook, Harvard, ETH Zurich y la Universidad de Hanyang demuestran que la respiración normal en interiores sin una máscara puede transportar gotas de saliva capaces de transportar partículas de virus a una distancia de 2,2 metros, o 7,2 pies, en cuestión de 90 segundos.

El uso de una mascarilla reduce significativamente la distancia que viajan estas gotas. Después de casi dos minutos, las gotas de saliva restringidas por una máscara habían viajado solo 0,72 metros, menos de 2,4 pies y muy por debajo de la distancia de 1,8 metros, o 6 pies, sugerida por los CDC.

El estudio utilizó simulaciones por ordenador con un modelo más realista para la situación de interés que los utilizados en estudios anteriores. El trabajo anterior consideró el transporte de aerosoles después de toser o estornudar, mientras que este estudio analizó específicamente la respiración humana normal. Una respiración normal produce chorros periódicos que contienen gotitas de saliva, pero la velocidad a la que viaja el chorro es menos de una décima parte de la de una tos o un estornudo.

Los investigadores encontraron que incluso la respiración normal produce un campo complejo de vórtices que pueden alejar las gotas de saliva de la boca de la persona. El papel de estos vórtices no se ha entendido previamente.

Nuestros resultados muestran que la respiración normal sin una máscara facial genera chorros de arrastre periódicos y anillos de vórtice circulares principales que se propagan hacia adelante e interactúan con las estructuras de flujo vortical producidas en ciclos de respiración anteriores.. “

Ali Khosronejad, autor del estudio, Instituto Americano de Física

Este complejo campo de vorticidad puede transportar gotas de aerosol a largas distancias. Una mascarilla disipa la energía cinética del chorro producido por una respiración exhalada, interrumpiendo los vórtices y limitando el movimiento de las gotas cargadas de virus.

Los investigadores consideraron el efecto de la evaporación de las gotitas de saliva. En el caso de que no hubiera mascarilla, encontraron que las gotas de saliva cerca del frente de la columna de aire exhalado se habían evaporado parcialmente, alcanzando un tamaño de solo una décima parte de una micra. En el aire interior estancado, las gotas de este tamaño no se depositarían en el suelo durante días.

El uso de una máscara redirige parcialmente el aliento exhalado hacia abajo y restringe significativamente el movimiento hacia adelante de la pluma, por lo que se reduce sustancialmente el riesgo de que queden gotas suspendidas en el aire.

“Para simplificar el proceso de respiración, no consideramos el flujo de la mezcla de aire y saliva a través de la nariz y solo contabilizamos el flujo a través de la boca”, dijo Khosronejad. “En estudios futuros, exploraremos el efecto de la respiración normal a través de la nariz y la boca”.

Fuente:

Referencia de la revista:

Khosronejad, A., et al. (2021) Un estudio computacional del transporte de partículas espiratorias y la dinámica de vórtices durante la respiración con y sin máscaras faciales. Física de fluidos. doi.org/10.1063/5.0054204.

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