Estratégias para reduzir a transmissão da COVID-19 em espaços interiores

Investigadores e engenheiros desenvolvem estratégias que diminuem a propagação de doenças infeciosas em espaços interiores. Orquestras, cantores e veículos de transportes são atividades que aumentam o risco da propagação do vírus.

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Estratégias para reduzir a transmissão da COVID-19 em espaços interiores
Estratégias para reduzir a transmissão da COVID-19 em espaços interiores

Usar máscara, ficar a dois metros de distância e evitar 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 há medida que o clima arrefece as pessoas a passam mais tempo em ambientes fechados, onde controlar a transmissão de doenças é um processo desafiador.

Investigadores apresentaram, na 73ª Reunião Anual da Divisão de Dinâmica dos Fluidos da American Physical Society, uma série de estudos sobre a aerodinâmica das doenças infeciosas. Os resultados dos estudos sugerem estratégias para reduzir o risco de propagação de infeções com base numa compreensão rigorosa de como as partículas infeciosas se misturam com o ar em espaços confinados.

A investigação na fase inicial da pandemia colocou o enfoque no papel desempenhado por grandes gotículas e de queda rápida dessas gotículas produzidas pela tosse e por espirro. No entanto, eventos de muito grande espalhamento foram documentados e sugerem que a transmissão aérea de partículas minúsculas de atividades quotidianas também pode ser uma via perigosa de infeção.

Os investigadores revelaram que, em março, 53 dos 61 cantores de coro no estado de Washington foram infetados após um ensaio de 2,5 horas. E que dos 67 passageiros que passaram duas horas num autocarro com um indivíduo infetado com COVID-19 na província de Zhejiang, China, 24 testaram vieram a testar positivo.

Simulação de contrafluxo de pessoas (partículas vermelhas e rosa) confinadas num corredor (limite azul), em condições de fraco distanciamento social
Simulação de contrafluxo de pessoas (partículas vermelhas e rosa) confinadas num corredor (limite azul), em condições de fraco distanciamento social. Imagem: © Kelby Kramer e Gerald J. Wang

William Ristenpart, engenheiro químico da Universidade da Califórnia, Davis, EUA, descobriu que quando as pessoas falam ou cantam alto, produzem um número dramaticamente maior de partículas de tamanho micrómetro (µm) em comparação com a uma voz normal.

O número de partículas produzidas durante um grito é muito maior do que o produzido durante a tosse. Os investigadores observaram que a gripe pode espalhar-se através de partículas de poeira contaminadas. Se acontecer também com o novo coronavírus o SARS-CoV-2 então os objetos que libertam poeira contaminada, como é o caso dos tecidos, podem representar um risco.

Abhishek Kumar, Jean Hertzberg e outros investigadores da Universidade do Colorado, Boulder, focaram-se no estudo como o vírus pode espalhar-se durante uma apresentação musical. Os investigadores discutiram os resultados de experiências 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 húmidas, tendem a produzir abundantes aerossóis. Mas a boa notícia é que eles podem ser controlados. “Quando se 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 na Universidade de Minnesota investigaram uma estratégia para reduzir de risco dos aerossóis gerados por vários instrumentos. Embora o nível de aerossóis produzidos fosse diferente entre músico e instrumento, esses aerossóis raramente viajavam mais de trinta centímetros de distância. Com base nestas descobertas, os investigadores desenvolveram um modelo para orquestras ao vivo e descreveram onde colocar filtros e a audiência para reduzir o risco.

Muitas pessoas trabalham agora em casa em teletrabalho mas os empregadores estão a estudar maneiras de reabrir os locais de trabalho em segurança, mantendo a distância social suficiente entre os indivíduos. Usando simulações bidimensionais com modelação de pessoas e partículas, Kelby Kramer e Gerald Wang, da Carnegie Mellon University, identificaram condições que podem ajudar a evitar aglomeração e congestionamento em espaços confinados como em corredores.

Viajar de e para o emprego em veículos de transporte também representa um risco de infeção. Kenny Breuer e colaboradores da Brown University realizaram simulações numéricas de como o ar se move no interior dos veículos para identificar estratégias que possam reduzir o risco de infeção. Se o ar entrar e sair num espaço em pontos distantes das pessoas, isso pode reduzir o risco de transmissão. Num automóvel ligeiro significa abrir estrategicamente algumas janelas e fechar outras.

Os matemáticos Martin Bazant e John Bush do MIT propuseram uma nova diretriz de segurança baseada em modelos existentes de propagação de doenças transmitidas pelo ar para identificar níveis máximos de exposição numa variedade de ambientes internos. A orientação depende de uma métrica designada “tempo de exposição cumulativo”, que é determinado multiplicando-se o número de pessoas numa sala pela duração da exposição. O máximo depende do tamanho e da taxa de ventilação da sala, da cobertura facial do ocupante, da infeciosidade das partículas aerossolizadas e de outros fatores. Para facilitar a implementação da diretriz, os investigadores trabalharam com o engenheiro químico Kasim Khan para projetar uma aplicação informática online que as pessoas possam usar para avaliar o risco de transmissão numa 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, num espaço fechado. Uma melhor compreensão, baseada na dinâmica do fluxo, de como as partículas infetadas se movem numa sala pode, em última análise, produzir estratégias mais inteligentes para reduzir a transmissão.

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