Los investigadores han desarrollado un modelo matemático para describir las fases iniciales de una pandemia similar a la del COVID-19 utilizando las características aerodinámicas y de evaporación de las gotas respiratorias por las que las personas infectadas por SARS-CoV-2 transmiten el virus a través de gotitas respiratorias al toser, estornudar o hablar. Y corroboran la necesidad de mantener dos metros de separación, según publican en la revista 'Physics of Fluids'.
Los investigadores modelaron la dinámica de la pandemia con un mecanismo de reacción, en el que cada reacción tiene una velocidad constante obtenida calculando la frecuencia de colisión de gotas. Luego compararon la nube de gotas expulsada por una persona infectada versus una por una persona sana.
«El tamaño de la nube de gotas, la distancia que recorre y la vida útil de las gotas son, por lo tanto, todos los factores importantes que calculamos utilizando la conservación de la masa, el momento, la energía y las especies», explica Swetaprovo Chaudhuri, uno de los autores.
El modelo podría usarse para estimar aproximadamente cuánto tiempo pueden sobrevivir las gotas, lo lejos que pueden viajar y qué tamaño de gotas sobrevive durante cuánto tiempo. Sin embargo, como agrega Chaudhuri, «la situación real podría complicarse por el viento, la turbulencia, la recirculación del aire u otros efectos».
«Sin viento y dependiendo de la condición ambiental, encontramos que las gotas viajan entre 8 y 13 pies antes de que se evaporen o escapen», añade Abhishek Saha, coautor de la investigación. Este hallazgo implica que el distanciamiento social a quizás más de dos metros es esencial.
Además, el tamaño inicial de las gotas que más sobreviven está en el rango de 18-50 micras, lo que significa que las máscaras pueden ayudar. Estos hallazgos podrían ayudar a informar las medidas de reapertura para escuelas y oficinas que analizan la densidad de estudiantes o empleados.
«Este modelo no pretende predecir la propagación exacta de COVID-19 --puntualiza Saptarshi Basu, otro de los autores--. Pero nuestro trabajo muestra que el tiempo de evaporación o desecación de las gotas es muy sensible a la temperatura ambiente y la humedad relativa».
En términos más generales, este modelo multiescala y el firme fundamento teórico que conecta las dos escalas, la dinámica pandémica a macroescala y la física de microescalas de gotas, podrían surgir como una herramienta poderosa para aclarar el papel del medio ambiente en la infección propagada a través de las gotitas respiratorias.
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