I ricercatori hanno utilizzato simulazioni computazionali per prevedere accuratamente i modelli di dispersione del flusso d’aria e delle goccioline in situazioni in cui il coronavirus Covid-19 potrebbe essere diffuso. I risultati riportati nella rivista Physics of Fluids, mostrano l’importanza della forma dello spazio nella modellazione di come le goccioline cariche di virus si muovono nell’aria. Le simulazioni sono utilizzate per determinare i modelli di flusso dietro un individuo che cammina in spazi di forma diversa. I risultati in alcuni casi rivelano un rischio di trasmissione più elevato per i bambini che si trovano dietro a persone che si muovono rapidamente in un corridoio lungo e stretto.
Le ricerche precedenti che hanno utilizzato questa tecnica di simulazione sui modelli di flusso d’aria e sulla diffusione del virus, hanno aiutato gli scienziati a comprendere l’influenza di oggetti, come barriere di vetro, finestre, condizionatori d’aria e servizi igienici. Le precedenti simulazioni hanno di solito assunto uno spazio interno ampio e aperto, ma non hanno considerato l’effetto dei muri vicini, come quelli che potrebbero esistere in un corridoio stretto.
È emerso che se una persona che cammina tossisce in un corridoio, il suo respiro espelle le goccioline intorno e dietro il suo corpo, formando una scia simile a quella di una barca che si muove nell’acqua. La ricerca ha rivelato l’esistenza di una “bolla di ricircolo” direttamente dietro il busto della persona e di una lunga scia che fluisce dietro di essa all’altezza della vita.
Xiaolei Yang autore dello studio, ha detto:
«I modelli di flusso che abbiamo individuato sono fortemente legati alla forma del corpo umano. La scia a 2 metri a valle è quasi trascurabile all’altezza della bocca e delle gambe, ma è ancora visibile all’altezza della vita».
La ricerca dopo aver determinato i modelli del flusso d’aria, ha modellato la dispersione di una nuvola di goccioline espulse dalla bocca della persona simulata. La forma dello spazio che circonda la persona in movimento è particolarmente critica per questa parte del calcolo. I ricercatori hanno trovato due tipi di modalità di dispersione. La nuvola di goccioline in una modalità si stacca dalla persona in movimento e galleggia lontano dietro a quell’individuo, creando una bolla galleggiante di goccioline cariche di virus. La nuvola di goccioline nell’altra modalità è attaccata alla schiena della persona, si trascina dietro come una coda mentre si muove nello spazio.
Xiaolei Yang ha detto:
«Cinque secondi dopo il colpo di tosse, per la modalità staccata, la concentrazione delle goccioline è molto più alta che per la modalità attaccata. Ciò pone una grande sfida nel determinare una distanza sociale sicura in luoghi come un corridoio molto stretto, dove una persona può inalare goccioline virali, anche se la persona che ha davanti è lontano».
Il pericolo è particolarmente grande per i bambini, poiché in entrambe le modalità, la nuvola di goccioline si libra a una distanza dal suolo che è circa la metà dell’altezza della persona infetta: in altre parole, a livello della bocca per i bambini.
