Por qué es importante saber cómo se mueven los fluidos
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COVID-19 ha puesto claramente de manifiesto el impacto de las enfermedades respiratorias infecciosas en la humanidad. También ha demostrado que la mayor defensa contra las crisis de salud es una política gubernamental fuertemente arraigada en la ciencia.
En un intento por contener la propagación de la enfermedad, muchos gobiernos han implementado políticas que evitan la interacción física. Esto tiene un impacto directo en nuestra vida diaria: la forma en que las personas se mueven, dónde trabajan y cómo interactúan entre sí.
Estas políticas son un buen primer paso, pero son limitadas porque no tienen en cuenta completamente cómo se propaga físicamente el virus de persona a persona, es decir, las rutas físicas de transmisión. Algunas de las respuestas pueden estar en un campo de estudio llamado mecánica de fluidos: comprender cómo se mueven los fluidos.
Comprender cómo se mueven los fluidos puede ayudarnos a comprender cómo un virus como el que causa el COVID-19 viaja desde un persona a los demás. Esto se debe a que cuando tosemos o estornudamos expulsamos microgotas cuyo movimiento se rige por los principios de la mecánica de fluidos. Comprender la forma en que se transmite el virus puede informar las intervenciones de salud pública para minimizar el riesgo.
Los conocimientos recientes sobre la interfaz entre la mecánica de fluidos y la epidemiología ya están comenzando a desbloquear al menos cierta comprensión de las rutas físicas de COVID-19. transmisión. Por ejemplo, un trabajo reciente ha demostrado que la tos o el estornudo consisten en una nube de gas caótica multifásica. Esta nube de gas transporta patógenos virales mucho más lejos de lo previsto.
La creciente evidencia ha llevado a la Organización Mundial de la Salud (OMS) a reconocer que el coronavirus puede ser propagado por diminutas partículas suspendidas en el aire.
El estudio de la mecánica de fluidos
La mecánica de fluidos es el estudio de cómo se mueven los fluidos. Eso puede sonar simple, pero en realidad es muy complejo.
Primero, es importante entender lo que significa moverse. El físico Sir Isaac Newton demostró que se requiere algo llamado fuerza para cambiar la forma en que se mueve un objeto. Esta fuerza debe aplicarse al objeto y la magnitud y dirección de esta fuerza es el producto de la masa y la aceleración del objeto.
La aceleración se refiere a cómo cambia la velocidad de algo con el tiempo (tasa de cambio de velocidad). Además, la velocidad de un objeto se refiere a la distancia que recorre en un cierto período de tiempo. Por lo tanto, las leyes de movimiento de Newton pueden ayudarnos a predecir cómo se mueve un objeto a través del espacio y el tiempo. Esto nos ayuda a calcular la posición del objeto en un momento dado.
Podemos aplicar las leyes de movimiento de Newton a los fluidos en un intento de explicar cómo se mueven los fluidos. Un fluido es una sustancia cuyas partículas se mueven mucho entre sí cuando se les aplica una fuerza.
En otras palabras, la propiedad que define a un fluido es la facilidad con la que se puede deformar. Los fluidos no tienen forma definida. Cualquier líquido como el agua es un buen ejemplo, pero el aire que nos rodea también puede tratarse como un fluido. La línea entre fluidos y sólidos no es clara y, en algunos casos, los objetos sólidos como la gelatina, la pintura seca y el asfalto pueden comportarse como fluidos y viceversa.
Una característica importante de los fluidos es que transportan «cosas»; estas «cosas» pueden ser calor, contaminantes, patógenos u otros fluidos. Por lo tanto, el estudio de la mecánica de fluidos es fundamental para comprender el mundo en el que vivimos. Por ejemplo, la mecánica de fluidos puede ayudarnos a modelar y predecir cómo se transporta el calor del sol alrededor del mundo (piense en el cambio climático). Otro ejemplo son las aplicaciones de la mecánica de fluidos al transporte de enfermedades respiratorias como la COVID-19.
Aplicación de la mecánica de fluidos a la COVID-19
Estudios recientes han demostrado que nuestra comprensión actual de las vías de transmisión de las enfermedades respiratorias es limitada y se basa en un modelo demasiado simplificado. Los desarrollos recientes en la mecánica de fluidos y la epidemiología han demostrado que las bocanadas turbulentas, emitidas al estornudar o toser, transportan patógenos mucho más lejos de lo esperado.
Las características del «soplo» o «penacho» que se emite cuando respiramos, tosemos o estornudamos son importantes para comprender cómo se transportan las gotas de líquido.
Las gotas de fluido dentro del «soplo» se distorsionan por los complejos patrones de flujo de aire asociados con el «soplo» o «penacho» y su interacción con el aire ambiental. Este proceso puede romper una gota de fluido en varios pedazos que caen fuera de suspensión, contaminando muchas superficies. Por supuesto, el proceso de fragmentación también puede generar partículas más pequeñas que pueden viajar más lejos que las más grandes.
También se ha demostrado que el campo de flujo, la temperatura y la humedad afectan la distancia que recorren estas gotas. Esto tiene implicaciones para las pautas de distanciamiento físico de 1-2 m (3-6 pies) de la OMS. La investigación ha demostrado que estas gotas pueden viajar hasta 7 m (20 pies). Esto no tiene en cuenta las microgotas que pueden transportarse aún más debido a los sistemas de ventilación de los edificios.
En una carta abierta a la OMS, más de 200 científicos acusaron recientemente a la organización de subestimar la posibilidad de transmisión aérea de COVID-19. Dada la declaración reciente de la OMS, es probable que se revisen estas pautas.
Los principios de la mecánica de fluidos ya se utilizan en el diseño de ventilación y salud ocupacional; es posible que nuestros nuevos conocimientos sobre mecánica de fluidos y epidemiología puedan usarse para ayudar a mejorar los sistemas de ventilación de edificios. Lo que estamos aprendiendo también puede informar la política del gobierno para reducir la propagación de futuras pandemias como la COVID-19.
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Cita: Por qué es importante saber cómo se mueven los fluidos (9 de julio de 2020) consultado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-07-important-fluids. html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.