Quais são as chances de encontrar civilizações avana§adas além da Terra? Em 1961, o astra´nomo Frank Drake desenvolveu uma fa³rmula matemática para estimar a probabilidade de encontrar aliena­genas inteligentes na Via La¡ctea. Sua equação simples, consistindo em apenas sete varia¡veis, estimulou uma nova discussão sobre um fena´meno de outra forma intrigante. Danãcadas depois, sua famosa fa³rmula continua influenciando a busca por vida extraterrestre no universo.

Inspirados pela equação de Drake, os especialistas em meca¢nica dos fluidos da Johns Hopkins Whiting School of Engineering desenvolveram uma fa³rmula para responder a  pergunta do momento: o que determina as chances de alguém pegar COVID-19?

Em um artigo publicado na Physics of Fluids , os pesquisadores apresentam um modelo matema¡tico para estimar o risco de transmissão aanãrea do COVID-19. As percepções desse novo modelo podem ajudar a avaliar o quanto bem os esforços preventivos, como o uso de máscaras e o distanciamento social, estãonos protegendo em diferentes cenários de transmissão.

"Ainda hámuita confusão sobre as vias de transmissão do COVID-19. Isso ocorre em parte porque não háuma 'linguagem' comum que facilite o entendimento dos fatores de risco envolvidos", disse Rajat Mittal , co-autor do artigo e professor no Departamento de Engenharia Meca¢nica. “O que realmente precisa acontecer para alguém se infectar? Se pudermos visualizar esse processo de forma mais clara e quantitativa, poderemos tomar melhores decisaµes sobre quais atividades retomar e quais evitar”.

O que estãoficando claro éque o COVID-19 émais comumente transmitido de pessoa para pessoa pelo ar, atravanãs de pequenas gota­culas respirata³rias geradas por tosse, espirro, fala ou respiração, de acordo com um comenta¡rio publicado por 239 cientistas na Clinical Infectious Diseases .

Mas o risco de se infectar com COVID-19 depende muito das circunsta¢ncias, diz Mittal. O modelo da equipe considera 10 varia¡veis ​​de transmissão, incluindo as taxas de respiração das pessoas infectadas e não infectadas, o número de gotas transportadoras do va­rus expelidas, o ambiente ao redor e o tempo de exposição. Multiplicadas juntas, essas varia¡veis ​​geram um ca¡lculo da possibilidade de um indiva­duo ser infectado com COVID-19.

A fa³rmula proposta échamada de desigualdade de transmissão aanãrea de conta¡gio, ou simplesmente desigualdade CAT.

"A desigualdade CAT éparticularmente útil porque traduz o complexo processo de transporte dina¢mico de fluidos em uma sanãrie de termos simples que são fa¡ceis de entender", diz Charles Meneveau , professor de Engenharia Meca¢nica e co-autor do estudo. "Como vimos, comunicar ciência com clareza éde suma importa¢ncia na saúde pública e nas crises ambientais como a que enfrentamos agora."

Dependendo do cena¡rio, a previsão de risco da desigualdade CAT pode variar muito. Veja a academia, por exemplo. Todos nosjá ouvimos que fazer exerca­cios em uma academia pode aumentar suas chances de pegar COVID-19, mas quanto arriscado érealmente?

"Imagine duas pessoas em esteiras na academia; ambas estãorespirando com mais dificuldade do que o normal. A pessoa infectada estãoexpelindo mais gotas, e a pessoa não infectada estãoinalando mais gotas. Nesse espaço confinado, o risco de transmissão aumenta em um fator de 200 ", diz Mittal.

A equipe acrescenta que o modelo pode ser útil para quantificar o valor do uso de ma¡scara e do distanciamento social. Se ambas as pessoas estiverem usando máscaras N95, o risco de transmissão éreduzido por um fator de 400 - isso émenos de 1% de chance de pegar o va­rus. Mas mesmo uma simples ma¡scara de tecido reduzira¡ significativamente a probabilidade de transmissão, de acordo com o modelo. A equipe também descobriu que o distanciamento social tem uma correlação linear com o risco; se vocêdobrar a distância, vocêdobra o fator de proteção ou reduz o risco pela metade.

Como acontece com a maioria dos modelos COVID-19, algumas varia¡veis ​​são conhecidas e outras ainda são um mistanãrio. Por exemplo, ainda não sabemos quantaspartículas do va­rus SARS-CoV-2 inaladas são necessa¡rias para desencadear uma infecção. Varia¡veis ​​ambientais, como vento ou sistemas HVAC, também são difa­ceis de definir.

Mesmo com essas incertezas, os pesquisadores acreditam que seu modelo fornece uma estrutura útil para entender como nossas escolhas podem aumentar ou reduzir nosso risco de pegar o va­rus. Modelos de doenças infecciosas geralmente são projetados para serem compreendidos por especialistas. O modelo desenvolvido pela equipe, por outro lado, éacessa­vel a todos, desde cientistas e formuladores de políticas atéa pessoa comum que tenta avaliar seu pra³prio risco.

A equipe espera que uma abordagem matemática simples para um problema complexo estimule novas conversas sobre a transmissão COVID-19, assim como o modelo de Drake inspirou novas pesquisas por vida aliena­gena inteligente.

“Com mais informações, épossí­vel calcular um risco bem especa­fico. De maneira mais geral, nosso objetivo éapresentar como todas essas varia¡veis ​​interagem no processo de transmissão”, diz Mittal. "Acreditamos que nosso modelo pode informar estudos futuros que ira£o fechar essas lacunas em nosso entendimento sobre COVID-19 e fornecer uma melhor quantificação de todas as varia¡veis ​​envolvidas em nosso modelo."

Wen Wu, professor assistente de engenharia meca¢nica da Universidade do Mississippi, écoautor deste estudo.