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» » » » La tos y los estornudos llegan más lejos de lo que piensas

Referencia: eScienceNews.com, 8 de abril 2014

La próxima vez que sientas que vas a estornudar, cúbrete para evitar la turbulenta nube flotante que estás a punto de expulsar. Así es: Un novedoso estudio realizado por investigadores del MIT demuestra que, la tos y los estornudos están asociados con nubes de gases que mantienen sus gotitas potencialmente infecciosas en el aire y capaces de alcanzar mayores distancias de lo que se creía.

"Cuando toses o estornudes, puedes ver las gotas, o sentirlo si alguien estornuda hacia ti", dice John Bush, profesor de matemáticas aplicadas en el MIT y co -autor de un nuevo libro sobre este tema. "Sin embargo, usted no ve la nube, esa fase de gas invisible. La influencia de esta nube de gas se extiende a todo el resto de gotas individuales, particularmente las pequeñas."

De hecho, las gotitas más pequeñas que surgen de la tos o el estornudo pueden viajar de 5 a 200 veces más lejos que si tales gotitas se movieran simplemente como grupos de partículas inconexas, como las estimaciones anteriores habían asumido. La tendencia de estas gotitas es permanecer en el aire, ya que se quedan suspendidas por la nube de gas, lo que significa que los sistemas de ventilación pueden propender a transmitir estas partículas, potencialmente infecciosas, más de lo que se había sospechado .

Con esto en mente, los arquitectos e ingenieros querrán volver a examinar el diseño de los lugares de trabajo y los hospitales, o la circulación del aire en los aviones, para reducir las posibilidades de que estos patógenos sean transportados por el aire y se transmitan a la gente.

"Podemos tener contaminada la ventilación de manera mucho más directa de lo que hubiéramos esperado originalmente", dice Lydia Bourouiba, profesor asistente del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental del MIT, además de ser otro co-autor del estudio.

El estudio, "Violent expiratory events: on coughing and sneezing", fue publicado en el Journal of Fluid Mechanics, co-escrito por Bourouiba , Bush y Eline Dehandschoewercker, un estudiante graduado en ESPCI ParisTech, una universidad técnica francesa, que siendo estudiante visitante en el MIT, tuvo el apoyo del programa MIT-France.


Gotas más pequeñas, distancias más largas

Los investigadores capturaron imágenes de alta velocidad de la tos y los estornudos, así como simulaciones de laboratorio y de modelado matemático, para producir un nuevo análisis de la tos y de los estornudos desde una perspectiva de fluido-mecánica. Sus conclusiones desmienten las ideas anteriores sobre el tema; por ejemplo, los investigadores tenían asumido que las grandes gotas de moco volaban más lejos que las más pequeñas porque tenían más momentum, de forma clásica se define como la masa multiplicada por la velocidad.

Eso sería cierto si la trayectoria de cada gota estuviera ajena a lo que le rodea. Pero las observaciones más de cerca muestran que este no es el caso; las interacciones de las gotitas con la nube de gas marcan la diferencia en sus trayectorias. De hecho, la tos o el estornudo, se asemejan, más bien, a un soplo saliente de una chimenea.

"Si uno ignora la presencia de una nube de gas, lo primero que conjetura es que las gotas más grandes llegan más lejos que las más pequeñas, viajando así a lo sumo un par de metros más", dice Bush. "Pero dilucidando la dinámica de la nube de gas, hemos demostrado que hay una circulación dentro de la nube donde las gotas más pequeñas se pueden volver a suspender en el aire debido a los remolinos dentro de una nube, por lo que se van asentando más lentamente. Básicamente, estas pequeñas gotas pueden ser transportadas a gran distancia por esta nube de gas, mientras que las gotas más grandes caen. Así que hay una inversión de la dependencia en función del tamaño."

Específicamente, el estudio encuentra que las gotitas de 100 micrómetros, o millonésimas de metro, de diámetro, viajan cinco veces más de lo estimado previamente, mientras que las gotas de 10 micrómetros de diámetro viajan hasta 200 veces más lejos. Las gotitas de menos de 50 micrómetros de tamaño, con frecuencia pueden permanecer en el aire el tiempo suficiente para llegar a las unidades de ventilación del techo.

La tos o el estornudo es una "nube turbulenta de flotación multifase", según lo denominan los investigadores en el estudio, porque la nube se mezcla con el aire que lo rodea antes de su carga de gotas de líquido se caigan, o que se evaporen en los residuos sólidos, o ambas.

"La nube arrastra el aire ambiente dentro de ella y sigue creciendo y mezclándose", indica Bourouiba. "Pero a medida que la nube crece, se reduce la velocidad, por lo que es menos capaz de suspender las gotas en su interior. Por lo tanto, no tiene sentido modelar las gotas de forma aislada como si fuese un movimiento balístico."

Listo para un primer plano

Los investigadores del MIT están desarrollando herramientas adicionales y estudios que amplien nuestro conocimiento sobre esta materia. Por ejemplo, teniendo en cuenta las condiciones del aire en cualquier contexto, los investigadores podrían estimar mejor el alcance de un patógeno expulsado.

"Una característica importante y característica es la huella patógena", dice Bush. "¿De dónde viene el patógeno realmente? La respuesta ha cambiado drásticamente como resultado de nuestra revisión de la imagen física."

La continua Investigación de Bourouiba se centra en la dinámica de fluidos de fragmentación, o ruptura de fluido, que rige la formación de las gotitas patógenas responsables de la transmisión de enfermedades respiratorias y otras infecciones. Su objetivo es comprender mejor los mecanismos que subyacen a los patrones epidémicos que ocurren en las poblaciones.

"Estamos tratando de racionalizar la distribución del tamaño de gota resultante de la ruptura de fluido en el tracto respiratorio y su salida de la boca", dice Bourouiba. "Eso requiere acercarnos con precisión para ver cómo se forman y se expulsan estas gotitas."


- Fuente: Massachusetts Institute of Technology .
- Imágenes: Secuencia capturada del vídeo del Mit .
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Editor del blog Pedro Donaire

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