Use uma máscara, fique a dois metros de distância e evite grandes reuniões. Estas são algumas das recomendações das autoridades de saúde para controlar a pandemia de COVID-19, enquanto o mundo aguarda uma vacina segura e eficaz. Mas, à medida que o clima esfria, as pessoas passam mais tempo em ambientes fechados, onde controlar a transmissão de doenças é um processo desafiador.
Pesquisadores apresentados, na 73ª Reunião Anual da Divisão de Dinâmica de Fluidos da American Physical Society, uma série de estudos sobre a aerodinâmica das doenças infecciosas. Os resultados dos estudos sugerem estratégias para reduzir o risco de propagação de infecções com base em uma compreensão rigorosa de como as partículas infecciosas se misturam com o ar em espaços confinados.
A pesquisa nos estágios iniciais da pandemia enfocou o papel desempenhado por gotas grandes e a queda rápida dessas gotas produzidas pela tosse e espirros. No entanto, eventos muito difundidos foram documentados e sugerem que a transmissão aérea de minúsculas partículas de atividades diárias também pode ser uma rota perigosa de infecção.
Os investigadores revelaram que, em março, 53 dos 61 coristas do estado de Washington foram infectados após um ensaio de 2,5 horas. E dos 67 passageiros que passaram duas horas em um ônibus com um indivíduo infectado com COVID-19 na província de Zhejiang, China, 24 testados deram resultado positivo.
William Ristenpart, engenheiro químico da Universidade da Califórnia, Davis, EUA, descobriu que quando as pessoas falam ou cantam alto, elas produzem um número dramaticamente maior de partículas de tamanho micrômetro (µm) em comparação com uma voz normal.
O número de partículas produzidas durante um grito é muito maior do que o produzido durante a tosse. Os pesquisadores notaram que a gripe pode se espalhar através de partículas de poeira contaminadas. Se o SARS-CoV-2 também ocorrer com o novo coronavírus, os objetos que liberam poeira contaminada, como tecidos, podem representar um risco.
Abhishek Kumar, Jean Hertzberg e outros pesquisadores da Universidade do Colorado, em Boulder, se concentraram em estudar como o vírus pode se espalhar durante uma apresentação musical. Os pesquisadores discutiram os resultados de experimentos que mediram a emissão de aerossóis por instrumentistas.
“Todos estavam muito preocupados com as flautas no início, mas acontece que as flautas não geram muito”, disse Hertzberg. Por outro lado, instrumentos como clarinetes e oboés, que possuem superfícies vibrantes úmidas, tendem a produzir aerossóis abundantes. Mas a boa notícia é que eles podem ser controlados. “Quando você coloca uma máscara cirúrgica sobre o sino de um clarinete ou trompete, a quantidade de aerossóis é reduzida aos níveis de um tom de voz normal.”
Engenheiros liderados por Ruichen He, da Universidade de Minnesota, investigaram uma estratégia para reduzir o risco de aerossóis gerados por vários instrumentos. Embora o nível de aerossóis produzidos fosse diferente entre o músico e o instrumento, esses aerossóis raramente se distanciavam mais do que trinta centímetros. Com base nessas descobertas, os pesquisadores desenvolveram um modelo para orquestras ao vivo e descreveram onde colocar os filtros e o público para reduzir o risco.
Muitas pessoas agora trabalham em casa no teletrabalho, mas os empregadores estão procurando maneiras de reabrir locais de trabalho com segurança, mantendo distância social suficiente entre os indivíduos. Usando simulações bidimensionais com modelagem de pessoas e partículas, Kelby Kramer e Gerald Wang, da Carnegie Mellon University, identificaram condições que podem ajudar a prevenir aglomeração e congestionamento em espaços confinados, como corredores.
Viajar de e para o trabalho em veículos de transporte também representa um risco de infecção. Kenny Breuer e colegas da Brown University realizaram simulações numéricas de como o ar se move dentro dos veículos para identificar estratégias que podem reduzir o risco de infecção. Se o ar entrar e sair de um espaço distante das pessoas, isso pode reduzir o risco de transmissão. Em um carro leve, significa abrir estrategicamente algumas janelas e fechar outras.
Os matemáticos do MIT Martin Bazant e John Bush propuseram uma nova diretriz de segurança baseada em modelos existentes de disseminação de doenças transmitidas pelo ar para identificar níveis máximos de exposição em uma variedade de ambientes internos. A orientação depende de uma métrica chamada “tempo de exposição cumulativo”, que é determinada multiplicando o número de pessoas em uma sala pela duração da exposição. O máximo depende do tamanho e da taxa de ventilação da sala, da cobertura facial do ocupante, da infecciosidade das partículas aerossolizadas e outros fatores. Para facilitar a implementação da diretriz, os pesquisadores trabalharam com o engenheiro químico Kasim Khan para projetar um aplicativo de computador online que as pessoas podem usar para avaliar o risco de transmissão em uma variedade de configurações.
Martin Bazant e John Bush escreveram que uma distância de dois metros “oferece pouca proteção contra gotículas de aerossol”, que podem conter patógenos, em um espaço fechado. Uma melhor compreensão, com base na dinâmica do fluxo, de como as partículas infectadas se movem em uma sala pode, em última análise, produzir estratégias mais inteligentes para reduzir a transmissão.