Aunque el distanciamiento social ha ralentizado la transmisión de la COVID-19, comprender cómo viajan las gotículas suspendidas en el aire es importante para orientar las medidas de salud pública.
Al toser o estornudar expulsamos microgotas que siguen los principios de la mecánica de fluidos.
Las investigaciones han demostrado que estas gotículas pueden viajar hasta 7 m (20 ft).
La COVID-19 ha puesto claramente de relieve el impacto de las enfermedades infecciosas respiratorias en la humanidad. También ha demostrado que la mejor defensa frente a las crisis sanitarias son las políticas gubernamentales firmemente basadas en la ciencia.
En un intento por contener la propagación de la enfermedad, muchos gobiernos han aplicado políticas que impiden la interacción física. Esto repercute directamente en nuestra vida cotidiana: en cómo se desplazan las personas, dónde trabajan y cómo interactúan entre sí.
Estas políticas son un buen primer paso, pero tienen limitaciones porque no tienen plenamente en cuenta cómo se propaga físicamente el virus de una persona a otra, es decir, las vías físicas de transmisión. Algunas respuestas podrían encontrarse en un campo de estudio llamado mecánica de fluidos, que analiza cómo se mueven los fluidos.
Comprender cómo se mueven los fluidos puede ayudarnos a entender cómo un virus como el que causa la COVID-19 pasa de una persona infectada a otras. Esto se debe a que, al toser o estornudar, expulsamos microgotas cuyo movimiento se rige por los principios de la mecánica de fluidos. Comprender cómo se transmite el virus puede orientar las intervenciones de salud pública para minimizar el riesgo.
Los conocimientos recientes surgidos de la intersección entre la mecánica de fluidos y la epidemiología ya empiezan a esclarecer, al menos en parte, las vías físicas de transmisión de la COVID-19. Por ejemplo, investigaciones recientes han demostrado que una tos o un estornudo consisten en una nube de gas caótica y multifásica. Esta nube de gas transporta los patógenos víricos mucho más lejos de lo previsto.
La acumulación de pruebas ha llevado a la Organización Mundial de la Salud (OMS) a reconocer que el coronavirus puede propagarse a través de 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. Puede parecer sencillo, pero en realidad es muy complejo.
En primer lugar, es importante entender qué significa moverse. El físico Sir Isaac Newton demostró que se necesita algo llamado fuerza para cambiar el movimiento de un objeto. Esta fuerza debe aplicarse al objeto, y su magnitud y dirección son el producto de la masa del objeto y su aceleración.
La aceleración se refiere a cómo cambia la velocidad de algo con el tiempo (la tasa de cambio de la velocidad). Además, la velocidad de un objeto se refiere a la distancia que recorre en un período determinado. Por tanto, las leyes del movimiento de Newton pueden ayudarnos a predecir cómo se mueve un objeto en el espacio y el tiempo. Esto nos permite calcular la posición del objeto en cualquier momento.
Podemos aplicar las leyes del movimiento a los fluidos para intentar explicar cómo se mueven. Un fluido es una sustancia cuyas partículas se desplazan mucho unas respecto de otras cuando se le aplica una fuerza.
En otras palabras, la propiedad que define a un fluido es la facilidad con que puede deformarse. Los fluidos no tienen una forma definida. Cualquier líquido, como el agua, es un buen ejemplo, pero el aire que nos rodea también puede considerarse un fluido. La frontera entre los fluidos y los sólidos no está claramente definida y, en algunos casos, 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»: pueden ser calor, contaminantes, patógenos u otros fluidos. Por tanto, estudiar la mecánica de fluidos es fundamental para comprender el mundo en que vivimos. Por ejemplo, la mecánica de fluidos puede ayudarnos a modelizar y predecir cómo se transporta por todo el mundo el calor del sol (pensemos 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. Avances recientes en mecánica de fluidos y epidemiología han demostrado que las nubes turbulentas emitidas al estornudar o toser transportan patógenos mucho más lejos de lo previsto.
Las características de la «nube» o «pluma» que emitimos al respirar, toser o estornudar son importantes para comprender cómo se transportan las gotículas de fluido.
Las gotículas de fluido dentro de la «nube» se deforman debido a los complejos patrones del flujo de aire asociados con la «nube» o «pluma» y a su interacción con el aire circundante. Este proceso puede fragmentar una gotícula de fluido en varias partes que salen de la suspensión y contaminan numerosas superficies. Por supuesto, la fragmentación también puede producir partículas más pequeñas, capaces de viajar más lejos que las grandes.
También se ha demostrado que el campo de flujo, la temperatura y la humedad afectan a la distancia que recorren estas gotículas. Esto tiene implicaciones para las directrices de la OMS sobre distanciamiento físico de 1-2 m (3-6 ft). Las investigaciones han demostrado que estas gotículas pueden viajar hasta 7 m (20 ft). Esto no tiene en cuenta las microgotas que pueden transportarse aún más lejos 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 la COVID-19. A la luz de la declaración reciente de la OMS, es probable que estas directrices se revisen.
Los principios de la mecánica de fluidos ya se utilizan en el diseño de sistemas de ventilación y en la salud ocupacional; es posible que los nuevos conocimientos sobre mecánica de fluidos y epidemiología ayuden a mejorar los sistemas de ventilación de los edificios. Lo que estamos aprendiendo también puede orientar las políticas gubernamentales para reducir la propagación de futuras pandemias como la COVID-19.
