Um novo estudo dos padraµes de fluxo de ar dentro da cabine de passageiros de um carro oferece algumas sugestaµes para reduzir potencialmente o risco de transmissão COVID-19 ao compartilhar viagens com outras pessoas.

O estudo, realizado por uma equipe de pesquisadores da Brown University, usou modelos de computador para simular o fluxo de ar dentro de um carro compacto com várias combinações de janelas abertas ou fechadas. As simulações mostraram que janelas abertas - quanto mais janelas, melhor - criaram padraµes de fluxo de ar que reduziram drasticamente a concentração departículas transportadas pelo ar trocadas entre um motorista e um aºnico passageiro. Detonar o sistema de ventilação do carro não circulou o ar tão bem quanto algumas janelas abertas, descobriram os pesquisadores.

"Dirigir por aa­ com as janelas fechadas e o ar-condicionado ou aquecimento ligado édefinitivamente o pior cena¡rio, de acordo com nossas simulações de computador", disse Asimanshu Das, estudante de graduação na Escola de Engenharia de Brown e co-autor da pesquisa. "O melhor cena¡rio que encontramos foi ter todas as quatro janelas abertas, mas mesmo tendo uma ou duas abertas era muito melhor do que taª-las todas fechadas."

Das co-liderou a pesquisa com Varghese Mathai, um ex-pesquisador de pa³s-doutorado na Brown que agora éprofessor assistente de física na Universidade de Massachusetts, Amherst. O estudo foi publicado na revista Science Advances .

Os pesquisadores enfatizam que não hácomo eliminar o risco completamente - e, claro, a orientação atual dos Centros de Controle de Doena§as dos Estados Unidos (CDC) observa que adiar viagens e ficar em casa éa melhor maneira de proteger a saúde pessoal e comunita¡ria. O objetivo do estudo era simplesmente estudar como asmudanças no fluxo de ar dentro de um carro podem piorar ou reduzir o risco de transmissão de patógenos.

Os modelos de computador usados ​​no estudo simularam um carro, vagamente baseado em um Toyota Prius, com duas pessoas dentro - um motorista e um passageiro sentado no banco de trás, do lado oposto do motorista. Os pesquisadores escolheram esse arranjo de assentos porque maximiza a distância física entre as duas pessoas (embora ainda menos do que os 6 panãs recomendados pelo CDC). Os modelos simularam o fluxo de ar ao redor e dentro de um carro se movendo a 50 milhas por hora, bem como o movimento e a concentração de aerossãois vindos do motorista e do passageiro. Aerossãois sãopartículas minaºsculas que podem permanecer no ar por longos períodos de tempo. Eles são considerados uma forma pela qual o va­rus SARS-CoV-2 étransmitido, especialmente em Espaços fechados.

 

Parte da razãopela qual abrir as janelas émelhor em termos de transmissão de aerossol éporque aumenta o número de trocas de ar por hora (ACH) dentro do carro, o que ajuda a reduzir a concentração geral de aerossãois. Mas ACH foi apenas parte da história, dizem os pesquisadores. O estudo mostrou que diferentes combinações de janelas abertas criavam diferentes correntes de ar dentro do carro que podiam aumentar ou diminuir a exposição aos aerossãois restantes.

Por causa da forma como o ar flui pela parte externa do carro, a pressão do ar perto das janelas traseiras tende a ser maior do que a pressão nas janelas dianteiras. Como resultado, o ar tende a entrar no carro pelas janelas traseiras e sair pelas janelas dianteiras. Com todas as janelas abertas, essa tendaªncia cria dois fluxos mais ou menos independentes em cada lado da cabine. Como os ocupantes nas simulações estavam sentados em lados opostos da cabine, pouqua­ssimaspartículas acabaram sendo transferidas entre os dois. O motorista neste cena¡rio corre um risco ligeiramente maior do que o passageiro porque o fluxo de ar manãdio no carro vai de trás para a frente, mas ambos os ocupantes experimentam uma transferaªncia departículas dramaticamente menor em comparação com qualquer outro cena¡rio.

As simulações para cenários em que algumas, mas não todas as janelas estãofechadas, produziram alguns resultados possivelmente contra-intuitivos. Por exemplo, pode-se esperar que abrir as janelas diretamente ao lado de cada ocupante seja a maneira mais simples de reduzir a exposição. As simulações descobriram que, embora essa configuração seja melhor do que nenhuma janela aberta, ela apresenta um risco de exposição maior em comparação com baixar a janela em frente a cada ocupante.

"Quando as janelas opostas aos ocupantes estãoabertas, vocêobtanãm um fluxo que entra no carro atrás do motorista, varre a cabine atrás do passageiro e sai pela janela do lado do passageiro", disse Kenny Breuer, professor de engenharia da Brown e um autor saªnior da pesquisa. "Esse padrãoajuda a reduzir a contaminação cruzada entre o motorista e o passageiro."

a‰ importante observar, dizem os pesquisadores, que os ajustes do fluxo de ar não substituem o uso de ma¡scara por ambos os ocupantes quando dentro de um carro. E as descobertas são limitadas a  exposição potencial a aerossãois remanescentes que podem conter patógenos. O estudo não modelou gota­culas respirata³rias maiores ou o risco de realmente ser infectado pelo va­rus.

Ainda assim, os pesquisadores afirmam que o estudo fornece novas percepções valiosas sobre os padraµes de circulação de ar dentro do compartimento de passageiros de um carro - algo que tinha recebido pouca atenção antes.

"Este éo primeiro estudo de que temos conhecimento que realmente olhou para o microclima dentro de um carro", disse Breuer. "Houve alguns estudos que observaram quanta poluição externa entra em um carro, ou quanto tempo a fumaa§a do cigarro permanece em um carro. Mas esta éa primeira vez que alguém olha os padraµes de fluxo de ar em detalhes."

A pesquisa surgiu de uma força-tarefa de pesquisa COVID-19 estabelecida em Brown para reunir conhecimento de toda a Universidade para abordar os mais variados aspectos da pandemia. Jeffrey Bailey, professor associado de patologia e medicina laboratorial e co-autor do estudo do fluxo de ar, lidera o grupo. Bailey ficou impressionado com a rapidez com que a pesquisa foi conclua­da, com Mathai sugerindo o uso de simulações de computador que poderiam ser feitas enquanto a pesquisa de laboratório em Brown fosse interrompida para a pandemia.

"Este érealmente um grande exemplo de como diferentes disciplinas podem se reunir rapidamente e produzir descobertas valiosas", disse Bailey. "Conversei brevemente com Kenny sobre essa ideia e, em três ou quatro dias, sua equipe já estava fazendo alguns testes preliminares. Essa éuma das grandes coisas de estar em um lugar como Brown, onde as pessoas estãoansiosas para colaborar e trabalhar em várias disciplinas. "