Covid-19: distanze e mascherine non bastano

Un nuovo modello di fluidodinamica dimostra una persistenza maggiore di quanto si pensasse delle goccioline più piccole del droplet

Laser visualization -- Laser double cavity, 2 x 25 mJ (2000 Hz) -- of droplets and aerosols emission (size range from 2 to 5 micron during breathing. Colors indicate aerosol concentration (red/blue high/low). Institute of Fluid Dynamics and Heat Tr
Indossa una mascherina di tipo chirurgico, mantieni le distanze, evita la folla: queste sono le raccomandazioni comuni per contenere l'epidemia di Covid-19. Tuttavia, le basi scientifiche su cui si basano queste raccomandazioni sono vecchie di decenni e non riflettono più lo stato attuale delle conoscenze. Per cambiare questa situazione, diversi gruppi di ricerca nel campo della fluidodinamica hanno ora unito le forze e sviluppato un nuovo modello migliorato della propagazione delle goccioline infettive (droplet). È stato dimostrato che ha senso indossare maschere e mantenere le distanze, ma questo non dovrebbe farci adagiare in un falso senso di sicurezza. Anche con una maschera, le goccioline infettive possono essere trasmesse per diversi metri e rimanere nell'aria più a lungo di quanto si pensasse.

"La nostra attuale comprensione della propagazione delle goccioline si basa su misurazioni degli anni Trenta e Quaranta – spiega Alfredo Soldati, ordinario di fluidodinamica dell’Università di Udine e direttore dell'Institute of Fluid Mechanics and Heat Transfer della Technische Universität di Vienna. A quel tempo, i metodi di misurazione non consentivano di misurare in modo affidabile le goccioline particolarmente piccole".

Nei modelli precedenti, veniva fatta una netta distinzione tra goccioline grandi e piccole: le goccioline grandi si depositano in basso per gravità, quelle piccole si muovono in avanti quasi in linea retta, ed evaporano molto rapidamente, in poche diecine di centimetri dall’emissione. "Questa immagine è estremamente semplificata - dice Alfredo Soldati – ed è il momento di adattare i modelli alle ultime ricerche per comprendere meglio la propagazione del Covid-19".

Dal punto di vista della meccanica dei fluidi, la situazione è complicata, visto che abbiamo a che fare con un cosiddetto flusso multifase: le particelle sono liquide, ma si muovono in un gas. Soldati è specializzato proprio nello studio di questi fenomeni multifase. "Le gocce piccole prima erano considerate innocue, ma questo è chiaramente sbagliato – afferma -. Anche quando la goccia d'acqua è evaporata, rimane una particella di aerosol, che può contenere il virus. Ciò consente ai virus di diffondersi su distanze di diversi metri e rimanere nell'aria per lungo tempo".

Nelle tipiche situazioni quotidiane, una particella con un diametro di 10 micrometri (la dimensione media delle goccioline di saliva emesse) impiega quasi 15 minuti a cadere a terra. E una minima agitazione dell’aria la mantiene in sospensione. Quindi è possibile entrare in contatto con il virus anche quando si osservano le regole di distanziamento, ad esempio in un ascensore che è stato utilizzato da persone infette poco prima. Particolarmente problematici sono gli ambienti con elevata umidità relativa, come le sale riunioni scarsamente ventilate. Particolare attenzione è richiesta in inverno perché l'umidità relativa è più alta che in estate.

Che fare dunque? "Le maschere sono utili perché bloccano le goccioline di grandi dimensioni. E anche mantenere una distanza è utile – sottolinea Soldati -. Ma i nostri risultati mostrano che nessuna di queste misure può fornire una protezione garantita". Con il modello matematico che è stato ora presentato e le attuali simulazioni in corso è possibile calcolare la concentrazione di goccioline portatrici di virus a distanze differenti in tempi differenti. "Fino ad ora, le decisioni politiche sulle misure di protezione Covid si sono basate principalmente su studi nei campi della virologia e dell'epidemiologia. Ci auguriamo che in futuro vengano inclusi anche i risultati della meccanica dei fluidi", conclude Alfredo Soldati.

Oltre all’Università di Udine, il progetto di ricerca ha coinvolto TU Wien (Vienna), l'Università della Florida, la Sorbona di Parigi, la Clarkson University (USA) e il MIT di Boston. Il nuovo modello di fluidodinamica per goccioline infettive è stato pubblicato sull '"International Journal of Multiphase Flow".

Fonte articolo: TU Wien https://www.tuwien.at/en/tu-wien/news/news-articles/news/covid-19-distancing-and-masks-are-not-enough/

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