Uma nova pesquisa da University of Central Florida identificou caracteri­sticas fisiola³gicas que podem tornar as pessoas disseminadoras de va­rus como o COVID-19.

Em um estudo publicado este maªs na revista Physics of Fluids, pesquisadores do Departamento de Engenharia Meca¢nica e Aeroespacial da UCF usaram modelos gerados por computador para simular numericamente espirros em diferentes tipos de pessoas e determinar associações entre as caracteri­sticas fisiola³gicas das pessoas e a distância que suas gotas de espirro viajam e permanecer no ar.

Eles descobriram que as caracteri­sticas das pessoas, como um nariz entupido ou uma dentição inteira, podem aumentar seu potencial de propagação de va­rus ao afetar a distância que as gota­culas viajam quando espirram.

De acordo com os Centros de Controle e Prevenção de Doena§as dos Estados Unidos, a principal forma de as pessoas serem infectadas pelo va­rus que causa o COVID-19 épor meio da exposição a gota­culas respirata³rias, como espirros e tosses, que transportam va­rus infecciosos.

Saber mais sobre os fatores que afetam a distância que essas gotas viajam pode informar os esforços para controlar sua propagação, diz Michael Kinzel, professor assistente do Departamento de Engenharia Meca¢nica da UCF e co-autor do estudo.

“Este éo primeiro estudo que visa compreender o 'porquaª' da distância percorrida pelos espirros”, diz Kinzel. "Mostramos que o corpo humano tem influenciadores, como um complexo sistema de dutos associado ao fluxo nasal que, na verdade, interrompe o jato de sua boca e impede que ele se espalhe por longas distâncias."

Por exemplo, quando as pessoas tem o nariz limpo, como ao soprar em um lena§o de papel, a velocidade e a distância que as gotas de espirro viajam diminuem, de acordo com o estudo.

Isso ocorre porque um nariz limpo fornece um caminho além da boca para o espirro sair. Poranãm, quando o nariz das pessoas estãocongestionado, a área pela qual o espirro pode sair érestrita, fazendo com que as gota­culas expelidas da boca aumentem de velocidade.

Da mesma forma, os dentes também restringem a área de saa­da do espirro e fazem com que as gotas aumentem de velocidade.

"Os dentes criam um efeito de estreitamento no jato que o torna mais forte e turbulento", diz Kinzel. "Eles realmente parecem conduzir a transmissão. Então, se vocêvir alguém sem dentes, vocêpode esperar um jato mais fraco do espirro deles."

Para realizar o estudo, os pesquisadores usaram modelagem 3D e simulações numanãricas para recriar quatro tipos de boca e nariz: uma pessoa com dentes e nariz limpo; uma pessoa sem dentes e nariz limpo; pessoa sem dentes e nariz congestionado; e uma pessoa com dentes e nariz congestionado.

Quando eles simularam espirros nos diferentes modelos, eles descobriram que a distância do jato de gotas expelidas quando uma pessoa tem o nariz congestionado e uma dentição inteira écerca de 60% maior do que quando não tem.

Os resultados indicam que, quando alguém mantanãm o nariz limpo, por exemplo, soprando em um lena§o de papel, pode estar reduzindo a distância que seus germes viajam.

Os pesquisadores também simularam três tipos de saliva: fina, média e grossa.

Eles descobriram que a saliva mais fina resultou em espirros compostos de gota­culas menores, que criaram um spray e permaneceram no ar por mais tempo do que a saliva média e espessa.

Por exemplo, três segundos depois de um espirro, quando a saliva espessa estava atingindo o solo e diminuindo assim sua ameaa§a, a saliva mais fina ainda flutuava no ar como um potencial transmissor de doena§as.

O trabalho estãovinculado ao projeto dos pesquisadores de criar um cola­rio para a tosse COVID-19 que daria a s pessoas uma saliva mais espessa para reduzir a distância que as gotas de um espirro ou tosse percorriam e, assim, diminuir a probabilidade de transmissão de doena§as.

As descobertas geram novos insights sobre a variabilidade da distância de exposição e indicam como os fatores fisiola³gicos afetam as taxas de transmissibilidade, diz Kareem Ahmed, professor associado do Departamento de Engenharia Meca¢nica e Aeroespacial da UCF e coautor do estudo.

"Os resultados mostram que os na­veis de exposição são altamente dependentes da dina¢mica do fluido, que pode variar dependendo de várias caracteri­sticas humanas", disse Ahmed. "Tais caracteri­sticas podem ser fatores subjacentes que impulsionam os eventos de superdimensionamento na pandemia COVID-19."

Os pesquisadores dizem que esperam levar o trabalho para estudos clínicos a seguir para comparar suas descobertas de simulação com as de pessoas reais de origens variadas.

Os co-autores do estudo foram Douglas Fontes, um pesquisador de pa³s-doutorado do Florida Space Institute e o autor principal do estudo, e Jonathan Reyes, um pesquisador de pa³s-doutorado no Departamento de Engenharia Meca¢nica e Aeroespacial da UCF.

Fontes diz que para adiantar as conclusaµes do estudo, a equipe de pesquisa quer investigar as interações entre o fluxo de gás, filme de muco e estruturas de tecido dentro do trato respirata³rio superior durante eventos respirata³rios.

"Modelos numanãricos e técnicas experimentais devem trabalhar lado a lado para fornecer previsaµes precisas da ruptura prima¡ria dentro do trato respirata³rio superior durante esses eventos", diz ele.

“Esta pesquisa podera¡ fornecer informações para medidas de segurança mais precisas e soluções para reduzir a transmissão do pata³geno, dando melhores condições para lidar com as doenças usuais ou com pandemias no futuro”, diz ele.