Modelado de la transmisión aérea del genoma viral mediante simulación de dinámica de fluidos computacional: un...

Área de la Ciencia:

• Ciencias del medio ambiente
• Dinámica de fluidos
• Epidemiología de las enfermedades infecciosas

Sus antecedentes:

• Predecir la calidad del aire interior durante brotes de enfermedades infecciosas requiere comprender la distribución de partículas y bioaerosol.
• Las propiedades termofluidas del aire exhalado son clave para la dinámica de transmisión de enfermedades.

Objetivo del estudio:

• Para simular la dispersión de partículas inducida por la tos utilizando la dinámica de fluidos computacional (CFD).
• Para evaluar la liberación de partículas y los genomas virales del SARS-CoV-2 en la tos de los pacientes con COVID-19.
• Para comparar la dispersión experimental de partículas con las predicciones del modelo CFD.

Principales métodos:

• Modelado computacional de dinámica de fluidos (CFD) de la dispersión de partículas de la tos.
• Cuantificación de las partículas liberadas y los genomas virales del SARS-CoV-2 en los aerosoles de tos de los pacientes con COVID-19.
• Medición experimental de la distribución de las partículas (PM2,5, PM10) a varias distancias.

Principales resultados:

• El modelo CFD mostró partículas dispersas hasta 138 cm verticalmente y 92 cm lateralmente en 30 segundos.
• La dispersión de partículas se expandió lateralmente con la distancia, alcanzando 1,3 m a 2,4 m de la fuente.
• Las gotas más grandes se asentaron rápidamente; las partículas más pequeñas (< 2,5 μm) permanecieron en el aire por más tiempo.
• Los patrones de distribución de PM2,5 y PM10 coincidieron con las simulaciones de CFD para mujeres a distancias de 1 a 2 m.
• Los genomas virales se detectaron con mayor frecuencia en las partículas en el lado izquierdo dentro de los 20 minutos posteriores a la tos, alineándose con las predicciones de CFD.

Conclusiones:

• El modelado CFD proporciona información valiosa sobre la dispersión de partículas y bioaerosol inducida por la tos que es relevante para la propagación de enfermedades infecciosas.
• El tamaño de las partículas influye en la duración en el aire y la distancia de deposición, lo que afecta el riesgo de transmisión.
• La validación experimental apoya la precisión del modelo CFD, particularmente con respecto a los patrones de distribución de partículas y la presencia de ARN viral.