L'attuale pandemia di COVID-19 ha portato molti ricercatori a studiare la trasmissione di goccioline trasportate dall'aria in diverse condizioni e ambienti. Gli ultimi studi stanno iniziando a incorporare importanti aspetti della fisica dei fluidi per approfondire la nostra comprensione della trasmissione virale.

In un nuovo giornale in Fisica dei fluidi , i ricercatori dell'Institute of High Performance Computing di A*STAR hanno condotto uno studio numerico sulla dispersione delle gocce utilizzando la simulazione del flusso d'aria ad alta fedeltà. Gli scienziati hanno scoperto che una singola goccia di tosse di 100 micrometri con una velocità del vento di 2 metri al secondo può viaggiare fino a 6,6 metri e anche oltre in condizioni di aria secca a causa dell'evaporazione delle goccioline.

"Oltre a indossare una maschera, abbiamo riscontrato che il distanziamento sociale è generalmente efficace, poiché è dimostrato che la deposizione di goccioline è ridotta su una persona che si trova ad almeno 1 metro dalla tosse, ", ha detto l'autore Fong Yew Leong.

I ricercatori hanno utilizzato strumenti computazionali per risolvere complesse formulazioni matematiche che rappresentano il flusso d'aria e le goccioline della tosse trasportate dall'aria intorno al corpo umano a varie velocità del vento e quando sono influenzate da altri fattori ambientali. Hanno anche valutato il profilo di deposizione su una persona a una certa vicinanza.

Una tipica tosse emette migliaia di goccioline in un'ampia gamma di dimensioni. Gli scienziati hanno scoperto che grandi goccioline si depositavano rapidamente sul terreno a causa della gravità, ma potevano essere proiettate a 1 metro dal getto della tosse anche senza vento. Le goccioline di medie dimensioni potrebbero evaporare in goccioline più piccole, che sono più leggere e più facilmente trasportabili dal vento, e questi viaggiarono più lontano.

I ricercatori offrono un quadro più dettagliato della dispersione delle goccioline poiché hanno incorporato le considerazioni biologiche del virus, come il contenuto non volatile nell'evaporazione delle goccioline, nella modellazione della dispersione aerea delle goccioline.

"Una gocciolina in evaporazione trattiene il contenuto virale non volatile, quindi la carica virale è effettivamente aumentata, " ha detto l'autore Hongying Li. "Ciò significa che le goccioline evaporate che diventano aerosol sono più suscettibili di essere inalate in profondità nel polmone, che causa l'infezione più in basso delle vie respiratorie, di goccioline non evaporate più grandi."

Questi risultati dipendono anche fortemente dalle condizioni ambientali, come la velocità del vento, livelli di umidità, e la temperatura dell'aria ambiente, e sulla base di ipotesi tratte dalla letteratura scientifica esistente sulla fattibilità del virus COVID-19.

Mentre questa ricerca si è concentrata sulla trasmissione aerea all'aperto in un contesto tropicale, gli scienziati intendono applicare le loro scoperte per valutare il rischio in ambienti interni ed esterni dove si radunano le folle, come sale conferenze o anfiteatri. La ricerca potrebbe essere applicata anche alla progettazione di ambienti che ottimizzino comfort e sicurezza, come le stanze d'ospedale che rappresentano il flusso d'aria interno e la trasmissione di agenti patogeni per via aerea.