{"id":127335,"date":"2024-07-10T10:24:10","date_gmt":"2024-07-10T08:24:10","guid":{"rendered":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/?p=127335"},"modified":"2024-07-10T15:24:21","modified_gmt":"2024-07-10T13:24:21","slug":"dispersion-aerosoles-espacios-interiores","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/es\/dispersion-aerosoles-espacios-interiores\/","title":{"rendered":"Desarrollan un modelo matem\u00e1tico que describe la dispersi\u00f3n de aerosoles en espacios interiores"},"content":{"rendered":"

La tos y los estornudos son s\u00edntomas comunes de muchas enfermedades respiratorias. Cuando se producen, generan nubes de part\u00edculas min\u00fasculas que pueden transportar pat\u00f3genos de las personas infectadas y convertirse en un importante vector de transmisi\u00f3n. Un equipo investigador del Departamento de Ingenier\u00eda Mec\u00e1nica de la URV (DEM) ha desarrollado un modelo matem\u00e1tico para determinar el tiempo que tarda una nube de aerosoles en dispersarse totalmente en un espacio cerrado en funci\u00f3n de su posici\u00f3n inicial. Dados los elevados recursos computacionales que requieren este tipo de estudios, las simulaciones num\u00e9ricas se han realizado en el Barcelona Supercomputing Center. El estudio supone un salto cualitativo respecto a los m\u00e9todos que se utilizan actualmente para simular el comportamiento de aerosoles en espacios interiores.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

El grupo de investigaci\u00f3n Experimentos, Computaci\u00f3n y Modelizaci\u00f3n en Mec\u00e1nica de Fluidos y Turbulencia (ECOMMFIT) de la URV lleva a\u00f1os estudiando la dispersi\u00f3n de aerosoles, m\u00e1s concretamente aquellos provocados por la tos y los estornudos \u2014tambi\u00e9n llamados episodios respiratorios violentos\u2014 en espacios cerrados. En esta nueva b\u00fasqueda han observado c\u00f3mo se comporta una nube de part\u00edculas en suspensi\u00f3n en una habitaci\u00f3n c\u00fabica de nueve metros cuadrados. \u00abLa dispersi\u00f3n de las nubes de aerosoles consta de dos etapas diferenciadas\u00bb, explica Alexandre Fabregat, investigador del DEM. Primero, el proceso est\u00e1 dominado por una corriente en jet, generada por la r\u00e1pida expulsi\u00f3n del aire producida por el episodio respiratorio violento. Aproximadamente dos segundos m\u00e1s tarde se produce la dispersi\u00f3n de\u00a0aerosoles, conducida por las corrientes de aire propias de cada localizaci\u00f3n. Estas corrientes pueden ser causadas por fen\u00f3menos naturales, por la acci\u00f3n de aparatos de ventilaci\u00f3n artificial o bien por las diferencias de temperatura entre una masa de aire y las paredes de un espacio interior.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

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Alexandre Fabregat, coautor de la investigaci\u00f3n.<\/figcaption><\/figure>\n

Para conocer detalladamente el movimiento de fluidos, los investigadores utilizan modelos computacionales para resolver las ecuaciones de Navier-Stokes combinadas con modelos de dispersi\u00f3n de part\u00edculas. Esta aproximaci\u00f3n se diferencia de estudios previos en que el movimiento del fluido, el aire dentro de la habitaci\u00f3n, se\u00a0resuelve\u00a0con todo su detalle y permite determinar con mucha precisi\u00f3n a qu\u00e9 ritmo los aerosoles se dispersan dentro de un espacio cerrado en funci\u00f3n de la localizaci\u00f3n de la emisi\u00f3n. Sin embargo,\u00a0este m\u00e9todo\u00a0requiere de una gran capacidad de computaci\u00f3n. El equipo investigador tuvo acceso a los equipamientos del Barcelona Supercomputing Center durante casi un mes para realizar los c\u00e1lculos pertinentes. \u00abAhora podemos conocer la velocidad, la temperatura y la presi\u00f3n del aire en cualquier punto de la habitaci\u00f3n en un momento determinado\u00bb, afirma Fabregat, coautor de la investigaci\u00f3n y miembro del grupo de investigaci\u00f3n ECOMMFIT.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

Los c\u00e1lculos determinaron que el tiempo que tarda una nube de aerosoles en disiparse completamente, ocupando todo el volumen de la sala, var\u00eda en funci\u00f3n de su proximidad a los v\u00e9rtices y paredes de la estancia. En el caso de estudio que proponen \u2014una habitaci\u00f3n c\u00fabica de nueve metros cuadrados y tres metros de altura\u2014, si la nube est\u00e1 en el centro de la habitaci\u00f3n tarda hasta cinco minutos en esparcirse; si se encuentra tocando las paredes tarda tres. \u201cEn este caso particular, esto ocurre debido a las diferencias de temperatura entre las paredes y la masa de aire; cuando el aire que toca las paredes se enfr\u00eda, su densidad aumenta y genera corrientes de aire\u201d, explica Fabregat.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

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Fabregat, repassando los detalles del art\u00edculo.<\/figcaption><\/figure>\n

La metodolog\u00eda desarrollada por el grupo de investigaci\u00f3n ECOMMFIT es \u00fatil para entender la dispersi\u00f3n de aerosoles en espacios cerrados de forma precisa, sin simplificar sus condiciones. Este conocimiento puede ayudar a dise\u00f1ar salas, equipamientos y sistemas de ventilaci\u00f3n que minimicen la transmisi\u00f3n de pat\u00f3genos por v\u00eda a\u00e9rea en entornos especialmente sensibles como escuelas, hospitales, residencias o laboratorios.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

Referencia:<\/strong> Lavrinenko, A., Fabregat, A., Gisbert, F., & Pallares, J. (2024). Direct numerical simulation of pathogen-laden aerosol dispersion in buoyancy-driven turbulent flow within confined spaces. International Communications in Heat and Mass Transfer, 152, 107272. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.icheatmasstransfer.2024.107272<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

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Investigadores del Departamento de Ingenier\u00eda Mec\u00e1nica de la URV simulan el comportamiento de nubes de part\u00edculas derivadas de episodios respiratorios violentos y determinan su tiempo de dispersi\u00f3n en espacios interiores <\/p>\n","protected":false},"author":139,"featured_media":127348,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[117,102,3465,83,123],"tags":[],"class_list":["post-127335","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-ciencia-y-tecnologia","category-comunicacion-ciencia","category-ingenieria-mecanica","category-general-es","category-notas-prensa"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/127335","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/139"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=127335"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/127335\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/127348"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=127335"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=127335"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/diaridigital.urv.cat\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=127335"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}