Arxiu de la categoria: Post

Entrevistem a Joaquim Rigola, catedràtic del Departament de Màquines i Motors Tèrmics de la UPC, i promotor del grup de recerca CTTC UPC de la UPC.

“A partir de la crisi de la COVID 19, les investigacions del CTTC sobre dinàmica de fluids en espais tancats estan despertant interès”

“La humitat pot tenir un paper important en el risc de contaminació aèria de la SARS-CoV-2”

“En l’àmbit tecnològic i industrial, anem a superar nous reptes gràcies al que investiguem al voltant de la COVID-19”

Joaquim Rigola

Joaquim Rigola és catedràtic de la Universitat Politècnica de Catalunya, i investigador i promotor del grup de recerca sobre transferència de la calor (CTTC UPC). És expert en formulació matemàtica, resolució numèrica i validació experimental de fenòmens de transferència de calor i de massa aplicats a sistemes i equips tèrmics en general, i en el camp de HVAC&R (Heating, Ventilation and Air-Conditioning and Refrigeration) en particular. Aquest estiu ha participat en dos webinars internacionals en els quals ha aportat els seus coneixements i propostes a l’estudi de la transmissió de la SARS-CoV-2 per via aèria, concretament en el transport públic.

El seu grup de recerca és expert en dinàmica de fluids. Quina influència té la presència de virus SARS-CoV-2 en l’aire?

Molta. Des que va començar la crisi hem posat a disposició d’empreses i organitzacions els nostres coneixements en l’àmbit de la física de fluids, per estudiar la transmissibilitat del virus a través de les gotes que les persones exhalem al parlar, tossir, esternudar o simplement al respirar de manera intensa. I això és important per al tractament de l’aire en recintes tancats i en sectors com el del transport.

Col·laboren habitualment amb investigadors de l’àmbit biosanitari?

Sí, ho fem des de fa temps. Per exemple, hem col·laborat a través d’un projecte europeu en un estudi sobre el transport aerosolizat i el grau de deposició de medicaments subministrats via oral a través d’inhaladors en el sistema respiratori mitjançant simulacions de Dinàmica Computacional de Fluids i Partícules (CFPD). I en l’àmbit industrial estem treballant en un projecte europeu en el qual simulem, dissenyem i optimitzem mitjançant les mateixes eines de CFPD els nous separadors de partícules dels sistemes de climatització per als equips d’avions comercials europeus.

Estan aplicant aquest coneixement a la propagació de virus per l’aire?

D’això es tracta. Hi ha tres formes a través de les quals el virus surt d’una persona malalta a l’aire: mitjançant gotes que exhalen amb suficient potència i arriben directament a les superfícies sensibles a la cara d’una altra persona; per contacte directe, mitjançant gotes més pesades que s’adhereixen a superfícies i són tocades per un tercer, i en tercer lloc mitjançant aerotransport, quan les gotes aerosolitzades queden en suspensió i poden entrar en contacte amb altres. D’aquí les tres grans normes que contribueixen a evitar la infecció: ús de mascareta, higiene de mans i distància social.

Imatges de la simulació de jets sota diferents condicions de flux per establir i comparar mapes d’estructures de superfícies lliures, gotes i esprais.

Les seves feines tenen una part teòrica que es basa en models matemàtics. També poden aplicar-se a models físics amb els quals comprovar les hipòtesis?

La dinàmica de fluids i partícules computacional determina la posició de les partícules, així com la pressió, la velocitat i la temperatura de qualsevol fluid. Per resoldre aquestes equacions amb mètodes numèrics mitjançant la simulació directa de la turbulència, es necessitaria un volum de càlcul immens. El que fem és implementar i desenvolupar models de turbulència i estratègies de paral·lelització que permetin reduir el temps de càlcul el màxim possible. Però els models no sempre serveixen per adaptar-los a diferents casos i per això la validació experimental és important.

I a quins casos poden aplicar-se aquest tipus d’investigacions?

Una aplicació que desperta molt d’interès és la ventilació i la renovació de l’aire en espais interiors. És una cosa que ja es fa, per exemple, en els transports públics, tren, autobús, metro… Fins ara els estudis se centraven en l’optimització energètica d’aquests processos, però ara s’ha de tenir en compte també l’aerotransport de les partícules que poden contenir el virus. Per això a partir de la crisi de la COVID-19, les investigacions que fem al CTTC sobre dinàmica de fluids en espais tancats estan despertant interès.

Quin tipus de dispositius són necessaris per dur a terme aquests processos d’higienització de l’aire?

S’està investigant en filtres que, aplicats en els sistemes de recirculació de l’aire, siguin capaços de retenir aquestes gotes i microgotes que poden contenir càrrega vírica.

Qui s’està interessant per aquest tipus d’investigacions?

Fonamentalment empreses privades o semi privades.

Es coneix el percentatge de contagis que es produeixen en mitjans de transport?

Hi ha estudis estadístics que apunten que la transmissió no es produeix durant el transport, sinó que el risc augmenta abans i després del desplaçament, però no se sap amb certesa. I tots hem conegut notícies durant el confinament de possibles casos de transmissió en restaurants, en oficines o en autobusos a la Xina. Caldrà esperar que les publicacions científiques aportin informació rigorosa sobre aquest tema.

L’ús permanent de mascaretes elimina per complet el risc d’infecció per via aèria?

El que s’ha publicat en l’àmbit científic és que l’ús de les mascaretes redueix dràsticament les possibilitats de contagi. Però depèn, entre altres qüestions, de la qualitat, del seu bon ús etc.

Quin paper juga la humitat en les condicions de transmissió d’aquesta malaltia per l’aire?

La humitat pot tenir un factor important en la forma de la transmissió. En un ambient amb una humitat relativament baixa, part de l’aigua de les gotes i microgotes que exhalem es converteixen en vapor, i al reduir-se de grandària és més fàcil que puguin aerotransportar-se i quedar més temps suspeses en l’aire. En canvi, en un lloc on hi ha més humitat això no passa, i les gotes i microgotes tendeixen a una major deposició en superfícies, però també al contacte.

Els transports públics són elements sensibles en una situació com la que vivim. Quines mesures han de tenir les administracions i empreses que els gestionen respecte al risc de contagi per via aèria?

El nivell de ventilació i renovació de l’aire en els transports públics ja és important. És una qüestió de salubritat prèvia al coronavirus. En aquest sentit, seria d’interès reforçar l’estudi sobre el percentatge de risc de contagi aeri que existeix, encara que sigui petit. Els investigadors hem d’aportar dades perquè la societat estigui informada, i treballar en els sistemes de filtració i purificació, etc. Com més informació tinguem, millors decisions es podran prendre.

Imatges de la simulació de jets sota diferents condicions de flux i comparativa amb mapes d’estructures de superfície lliure, gotes i esprais

El que estem vivint pot donar lloc a mig termini a canvis en el disseny i la construcció d’autobusos, trens i avions?

Ja està passant. La instal·lació de mampares, la presa de temperatura i els processos de desinfecció són novetats que ja s’estan implantant. Suposo que en qüestió de disseny s’avançarà en la introducció d’elements de filtració i purificació addicionals, que distorsionin el menys possible, i en la millora dels processos de redistribució de l’aire.

Des del punt de vista dels ciutadans, que han de tenir en compte per evitar la infecció per Coronavirus a través de l’aire?

Com a ciutadans hem de demanar informació per tenir el major coneixement possible del què passa a tots els nivells. I segueix sent molt important la presa de conciència. Les coses canvien en funció del que anem coneixent. Passem de no recomanar les mascaretes a fer-les obligatòries, i en el tema del transport aerosolitzat de virus primer es va dir que tenia poca incidència i ara estem veient que sí la té. Els investigadors hem de fer la nostra feina i aportar informació. Estic segur de que  en l’àmbit tecnològic i industrial, superarem nous reptes gràcies al que estem investigant al voltant de la COVID-19, però  en l’àmbit social dependrà també de la presa de conciència.