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Entrevistamos a Joaquim Rigola, catedrático del Departamento de Máquinas y Motores Térmicos de la UPC, y promotor del grupo de investigación CTTC UPC de la UPC.

“A partir de la crisis de la COVID 19, las investigaciones del CTTC sobre dinámica de fluidos en espacios cerrados están despertando interés”

“La humedad puede tener un papel importante en el riesgo de contaminación aérea del SARS-CoV-2”

“A nivel tecnológico e industrial, vamos a superar nuevos retos gracias a lo que investigamos en torno a la COVID-19”

Joaquim Rigola

Joaquim Rigola es catedrático de la Universitat Politècnica de Catalunya, e investigador y promotor del grupo de investigación sobre transferencia del calor (CTTC UPC).  Es experto en formulación matemática, resolución numérica y validación experimental de fenómenos de transferencia de calor y de masa aplicados a sistemas y equipos térmicos en general, y al campo de HVAC&R (Heating, Ventilation and Air-Conditioning and Refrigeration) en particular. Este verano ha participado en dos webinars internacionales en los que ha aportado sus conocimientos y propuestas al estudio de la transmisión del SARS-CoV-2 por vía aérea, concretamente en el transporte público.

Su grupo de investigación es experto en dinámica de fluidos ¿Qué influencia tiene la presencia del virus SARS-CoV-2 en el aire?

Mucha. Desde que empezó la crisis hemos puesto a disposición de empresas y organizaciones nuestros conocimientos en el ámbito de la física de fluidos, para estudiar la transmisibilidad del virus a través de las gotas que las personas exhalamos al hablar, toser, estornudar o simplemente al respirar de forma intensa. Y esto es importante para el tratamiento del aire en recintos cerrados y en sectores como el del transporte.

¿Colaboran habitualmente con investigadores del ámbito biosanitario?

Sí, lo hacemos desde hace tiempo. Por ejemplo, hemos colaborado a través de un proyecto europeo en un estudio sobre el transporte aerosolizado y el grado de deposición de medicamentos suministrados vía oral a través de inhaladores en el sistema respiratorio mediante simulaciones de Dinámica Computacional de Fluidos y Partículas (CFPD). Y a nivel industrial estamos trabajando en un proyecto europeo en el que simulamos, diseñamos y optimizamos mediante las mismas herramientas de CFPD los nuevos separadores de partículas de los sistemas de climatización para los equipos de aviones comerciales europeos.

¿Están aplicando ese conocimiento a la propagación del virus por el aire?

De eso se trata. Hay tres formas a través de las que el virus sale de una persona enferma al aire: mediante gotas que se exhalan con suficiente potencia y llegan directamente a las superficies sensibles a la cara de otra persona; por contacto directo, mediante gotas más pesadas que se adhieren a superficies y son tocadas por un tercero, y en tercer lugar mediante aerotransporte, cuando las gotas aerosolizadas quedan en suspensión y pueden entrar en contacto con otros. De ahí las tres grandes normas que contribuyen a evitar la infección: Uso de mascarilla, higiene de manos y distancia social.

Imágenes de la simulación de jets bajo diferentes condiciones de flujo para establecer y comparar mapas de estructuras de superficies libres, gotas y sprays.

Sus trabajos tienen una parte teórica que se basa en modelos matemáticos ¿También pueden aplicarse a modelos físicos con los que comprobar las hipótesis?

La dinámica de fluidos y partículas computacional determina la posición de las partículas, así como la presión, la velocidad y la temperatura de cualquier fluido. Para resolver estas ecuaciones con métodos numéricos mediante la simulación directa de la turbulencia, se necesitaría un volumen de cálculo inmenso. Lo que hacemos es implementar y desarrollar modelos de turbulencia y estrategias de paralelización que permitan reducir el tiempo de cálculo lo máximo posible. Pero los modelos no siempre sirven para adaptarlos a distintos casos y por eso la validación experimental es importante. 

¿Y a qué casos pueden aplicarse este tipo de investigaciones?

Una aplicación que despierta mucho interés es la ventilación y la renovación del aire en espacios interiores. Es algo que ya se hace, por ejemplo, en los transportes públicos, tren, autobús, metro… Hasta ahora los estudios se centraban en la optimización energética de esos procesos, pero ahora se ha de tener en cuenta también el aerotransporte de las partículas que pueden contener el virus. Por eso a partir de la crisis de la COVID-19, las investigaciones que hacemos en el CTTC sobre dinámica de fluidos en espacios cerrados están despertando interés. 

¿Qué tipo de dispositivos son necesarios para llevar a cabo esos procesos de higienización del aire?

Se está investigando en filtros que, aplicados en los sistemas de recirculación del aire, sean capaces de retener estas gotas y microgotas que pueden contener carga vírica.

¿Quiénes se están interesando por este tipo de investigaciones?

Fundamentalmente empresas privadas o semi privadas. 

¿Se conoce el porcentaje de contagios que se producen en medios de transporte?

Hay estudios estadísticos que apuntan a que la transmisión no se produce durante el transporte, sino que el riesgo aumenta antes y después del desplazamiento, pero no se sabe con certeza. Y todos hemos conocido noticias durante el confinamiento de posibles casos de transmisión en restaurantes, en oficinas o en autobuses en China. Habrá que esperar a que las publicaciones científicas aporten información rigurosa sobre este tema.

¿El uso permanente de mascarillas elimina por completo el riesgo de infección por vía aérea?

Lo que se ha publicado a nivel científico es que el uso de las mascarillas reduce drásticamente las posibilidades de contagio. Pero depende, entre otras cuestiones, de la calidad, de su buen uso etc.

¿Qué papel juega la humedad en las condiciones de transmisión de esta enfermedad por el aire?

La humedad puede tener un factor importante en la forma de la transmisión. En un ambiente con una humedad relativamente baja, parte del agua de las gotas y microgotas que exhalamos se convierten en vapor, y al reducirse de tamaño es más fácil que puedan aerotransportarse y quedar más tiempo suspendidas en el aire. En cambio, en un lugar donde hay más humedad eso no ocurre, y las gotas y microgotas tienden a una mayor deposición en superficies, pero también al contacto. 

Los transportes públicos son elementos sensibles en una situación como la que vivimos ¿Qué medidas deben tener las administraciones y empresas que los gestionan respecto al riesgo de contagio por vía aérea?

El nivel de ventilación y renovación del aire en los transportes públicos ya es importante. Es una cuestión de salubridad previa al Coronavirus. En este sentido, sería de interés reforzar el estudio sobre el porcentaje de riesgo de contagio aéreo que existe, aunque sea pequeño. Los investigadores debemos aportar datos para que la sociedad esté informada, y trabajar en los sistemas de filtración y purificación, etc. Cuanta más información tengamos, mejores decisiones se podrán tomar.

Imágenes de la simulación de jets bajo diferentes condiciones de flujo y comparativa con mapas de estructuras de superficie libre, gotas y esprais

Lo que estamos viviendo ¿Puede dar lugar a medio plazo a cambios en el diseño y la construcción de autobuses, trenes y aviones?

Ya está ocurriendo. La instalación de mamparas, la toma de temperatura y los procesos de desinfección son novedades que ya se están implantando. Supongo que en cuestión de diseño se avanzará en la introducción de elementos de filtración y purificación adicionales, que distorsionen lo menos posible y en la mejora de los procesos de redistribución del aire.

Desde el punto de vista de los ciudadanos ¿Qué deben tener en cuenta para evitar la infección por Coronavirus a través del aire?

Como ciudadanos debemos pedir información para tener el mayor conocimiento posible de lo que ocurre a todos los niveles. Y sigue siendo muy importante la toma de conciencia. Las cosas cambian en función de lo que vamos conociendo. Pasamos de no recomendar las mascarillas a hacerlas obligatorias, y en el tema del transporte aerosolizado del virus primero se dijo que tenía poca incidencia y ahora estamos viendo que sí la tiene. Los investigadores debemos hacer nuestro trabajo y aportar información. Estoy seguro que a nivel tecnológico e industrial, vamos a superar nuevos retos gracias a lo que estamos investigando en torno a la COVID-19, pero a nivel social dependerá también de la toma de conciencia.