Estimación del riesgo de COVID-19 en el aire con el uso de mascarillas, distanciamiento social

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Resultados de simulación de remolinos grandes de las “nubes” de aerosol generadas por la respiración de un huésped infectado en una capa límite turbulenta. Crédito: Rajat Mittal, Charles Meneveau y Wen Wu

El modelo de desigualdad de Contagio Transmisión Aérea ilustra la correlación entre el distanciamiento físico y la protección, la eficacia de las máscaras faciales y el impacto de la actividad física en la transmisión.

El continuo aumento de COVID-19 La infección en todo el mundo ha llevado a científicos de muchos campos diferentes, como biomedicina, epidemiología, virología, dinámica de fluidos, física de aerosoles y políticas públicas, a estudiar la dinámica de la transmisión aérea.

En Física de fluidos, de AIP Publishing, investigadores de la Universidad Johns Hopkins y la Universidad de Mississippi utilizaron un modelo para comprender la transmisión aérea que está diseñado para ser accesible a una amplia gama de personas, incluidos los no científicos.

Empleando conceptos básicos de dinámica de fluidos y los factores conocidos en la transmisión aérea de enfermedades, los investigadores proponen el modelo de desigualdad Contagio Transmisión Aérea (CAT). Si bien es posible que no se conozcan todos los factores del modelo de desigualdad CAT, aún se puede utilizar para evaluar los riesgos relativos, ya que el riesgo situacional es proporcional al tiempo de exposición.

Usando el modelo, los investigadores determinaron que la protección contra la transmisión aumenta con el distanciamiento físico en una proporción aproximadamente lineal.

“Si duplica su distancia, generalmente duplica su protección”, dijo el autor Rajat Mittal. “Este tipo de escala o regla puede ayudar a informar la política”.

Los científicos también encontraron que incluso las máscaras de tela simples brindan una protección significativa y podrían reducir la propagación de COVID-19.

“También mostramos que cualquier actividad física que aumente la frecuencia respiratoria y el volumen de las personas aumentará el riesgo de transmisión”, dijo Mittal. “Estos hallazgos tienen implicaciones importantes para la reapertura de escuelas, gimnasios o centros comerciales”.

El modelo de desigualdad CAT se inspira en la ecuación de Drake en astrobiología y desarrolla una factorización similar basada en la idea de que la transmisión aérea ocurre si una persona susceptible inhala una dosis viral que excede la dosis mínima infecciosa.

El modelo incluye variables que pueden agregarse en cada una de las tres etapas de la transmisión aérea: la generación, expulsión y aerosolización de las gotitas que contienen virus de la boca y la nariz de un huésped infectado; la dispersión y transporte a través de corrientes de aire ambiente; y la inhalación de gotitas o aerosoles y el depósito del virus en la mucosa respiratoria en una persona susceptible.

Los investigadores esperan observar más de cerca la eficiencia de la mascarilla facial y los detalles de transmisión en espacios exteriores de alta densidad. Más allá de COVID-19, este modelo basado en la desigualdad CAT podría aplicarse a la transmisión aérea de otras infecciones respiratorias, como la gripe, la tuberculosis y el sarampión.

Referencia: “Un marco matemático para estimar el riesgo de transmisión aérea de COVID-19 con aplicación al uso de mascarillas faciales y distanciamiento social” por Rajat Mittal, Charles Meneveau y Wen Wu, 26 de octubre de 2020, Física de fluidos.
DOI: 10.1063 / 5.0025476

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