En su sito web, la referida universidad publicó que el profesor asociado de ingeniería mecánica Jiarong Hong y el profesor asistente Suo Yang modelaron la transmisión del virus en el aire a través de aerosoles, que son expulsados de nuestras bocas cuando exhalamos o hablamos.
La publicación añade que los investigadores descubrieron que cuando una persona contagiada hace esto, el virus CoV-2 del SARS se sube a esos aerosoles cuando aterrizan en superficies cercanas o son inhalados por otra persona.
Al haber utilizado mediciones experimentales precisas de aerosoles liberados por ocho personas asintomáticas con covid-19, los investigadores pudieron modelar numéricamente el flujo externo del virus a través del aire en tres espacios interiores: un ascensor, un aula y un supermercado.
Posteriormente, compararon cómo el virus desapareció entre los diferentes niveles de ventilación y con diferentes espacios entre los ocupantes de las habitaciones.
Las simulaciones utilizaron sistemas de ventilación con entradas y salidas juntas, una al lado de la otra en las cajas de los ascensores y supermercados y en diferentes partes de una caja en la caja del aula.
“En general, esta es la primera evaluación cuantitativa del riesgo de la variación espacial de los riesgos en ambientes interiores”, manifestó el profesor Hong.
Agregó: “Se ve a mucha gente hablando sobre los riesgos de quedarse en espacios confinados, pero nadie da un número cuantitativo. Creo que la mayor contribución que hemos hecho es combinar mediciones muy precisas y simulación de dinámica de fluidos computacional para proporcionar una estimación muy cuantitativa de los riesgos”.
El virus en el aire y las superficies
La Universidad añade que los investigadores descubrieron que en los espacios interiores, una buena ventilación filtrará parte del virus del aire, pero puede dejar más partículas virales en las superficies.
En el aula, después de ejecutar una simulación de 50 minutos con un maestro asintomático hablando constantemente, los investigadores encontraron que solo el 10 por ciento de los aerosoles se filtraron. La mayoría de las partículas fueron depositadas en las paredes.
“Debido a que esta es una ventilación muy fuerte, pensamos que expulsaría muchos aerosoles. Pero, el 10 por ciento es realmente un número pequeño”, explicó Yang, quien tiene la cátedra auxiliar Richard y Barbara Nelson en ingeniería mecánica.
Zonas de circulación
Explicó: “La ventilación forma varias zonas de circulación llamadas vórtices, y los aerosoles siguen girando en este vórtice. Cuando chocan con la pared, se adhieren a la pared. Pero, debido a que básicamente están atrapados en este vórtice, y es muy difícil para ellos llegar al respiradero y realmente salir”.
El estudio indica que en cada escenario, los investigadores mapearon el flujo de aire para encontrar ubicaciones de puntos “calientes” de virus, o dónde se concentraban los aerosoles. Con la combinación correcta de ventilación y organización interior, podría ser posible mitigar la propagación de la enfermedad y evitar estas zonas calientes.
En un salón de clase
Por ejemplo, en un salón de clases, los aerosoles de virus se propagan significativamente menos en toda la sala cuando el maestro, que probablemente es el que más habla, fue colocado directamente debajo de una ventilación de aire.
Esto podría ayudar para saber cómo se organizan y desinfectan las aulas, y también ayuda a reabrir lugares como teatros y salas de conciertos con las precauciones adecuadas.
Además de Hong y Yang, los miembros del equipo de investigación incluyen al investigador postdoctoral Dezhi Zhou (ingeniería mecánica); y a los estudiantes Santosh Kumar, Shufan Zou, Siyao Shao, Ruichen He y Jiaqi Li (ingeniería mecánica); y el alumno de ingeniería mecánica Kevin Mallery.
La Universidad indica que esta investigación se basó en gran medida en el trabajo y la dedicación de estos estudiantes, la mayoría de los cuales detuvieron otros proyectos para centrarse en este, señalaron los investigadores.
Videos
Este video de imagen de Schlieren superpuesto con un contorno de velocidad coloreado representa el campo de flujo instantáneo generado a partir de la exhalación de un participante. Crédito: Jiarong Hong, Universidad de Minnesota.
Video
Esta simulación de video muestra la propagación de aerosoles de virus en un aula con respiraderos colocados en dos ubicaciones diferentes: directamente encima del instructor y en la parte posterior de la sala. Crédito: Suo Yang, Universidad de Minnesota.
