Análisis del comportamiento de las partículas de saliva en espacios interiores cerrados

Abstract

[ES] Durante los últimos años hemos vivido una situación de crisis sanitaria mundial debida al COVID-19, la distancia social mínima ha sido un tema polémico a lo largo de este tiempo. En este proyecto se va a llevar a cabo una investigación sobre el comportamiento de las partículas de saliva exhaladas durante diferentes actividades respiratorias, es decir, al respirar, hablar, toser y estornudar. Para ello, se ha realizado un estudio dinámico de fluidos computacional (CFD) sobre una partícula aislada, es decir, no parte de un chorro de partículas, se exhala de forma individual. Se ha tenido en cuenta que dichas exhalaciones se producen en un espacio cerrado en el que no existen corrientes de viento de ningún tipo que afecten al comportamiento de la partícula. Se ha comprobado cuál es el efecto sobre el comportamiento de la partícula si variamos la humedad relativa del espacio. Además, se ha realizado un estudio sobre el efecto causado por la apertura de la boca, simulada con forma redonda. La saliva ha sido simulada en este estudio como una solución salina de 0,9% (p/v). Los resultados obtenidos han confirmado que, en el caso en que no haya corrientes de aire, la distancia social de 2 m es suficiente en el caso de la respiración, de hablar y de toser. Mientras que, para el caso en que estornuda, se han estudiado dos casos; uno en el cual la velocidad inicial de la partícula es de 20 m/s y otro en el que es 50 m/s. Se ha comprobado que, en el caso más extremo algunas partículas sobrepasarían el límite de los 2 m, por lo que dicha distancia sería insuficiente aun no estando presente el viento. Por otro lado, una humedad relativa baja favorece la evaporación de las partículas, lo cual provoca una mayor cantidad de aerosoles presentes en el aire. Por último, el efecto causado sobre las partículas debido al diámetro de la boca es relativamente bajo. Por todo ello, se puede concluir que los datos determinantes que favorecen el contagio y la presencia de aerosoles en el aire son la humedad relativa del espacio en el que se encuentra y la velocidad inicial de la exhalación. Idioma: español

[EN] During the past few years, we have lived in a world health crisis due to the COVID-19 pandemic. Social distancing has been a controversial issue throughout this time. This project concerns the investigation of the behavior of saliva particles exhaled while performing different respiratory activities, that is, breathing, speaking, coughing and sneezing. For that purpose, a computational fluid dynamics (CFD) study has been performed on an isolated particle, i.e., not part of a particle stream but an individually exhaled particle. For the aim of the study, it has been considered that such exhalations are performed in a closed space where no airflow exists that may possibly affect the behavior of the particle. The effect of varying the relative humidity on the particle behavior has been tested. Moreover, the effect caused by the opening of the mouth has been studied by simulating it with a round shape. Saliva has been simulated as a 0.9% (w/v) saline solution for this study. The obtained results have confirmed that, when there is no air flow, a distance of 2 meters is enough in the case of breathing, speaking, and coughing, whereas for the case of sneezing, two cases have been studied. In the first one, the initial velocity of the particle is 20 m/s and, in the second one, the initial speed is 50 m/s. It has been proved that in the most extreme case some particles would exceed the 2 meter limit and, therefore, said distance would be insufficient even in the absence of wind. On the other hand, low relative humidity favors the evaporation of particles, leading to a greater number of aerosols in the air. Lastly, the effect caused by the diameter of the mouth to the particles is relatively low. Thus, it can be concluded that the determining factors that favor contagion and the presence of aerosols in the air are the relative humidity of the space in which it is located and the initial speed of exhalation. Language: english