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28/08/2020

No Blog Ciência & Matemática, por que usar máscara?

Foto: Rovena Rosa/Agência Brasil

Reprodução do blog do IMPA Ciência & Matemática, de O Globo, coordenado por Claudio Landim

Paulo A. Maia Neto, professor do Instituto de Física – UFRJ

Como escrever sobre física básica em meio à pior pandemia das últimas décadas? Veremos aqui como a física fornece os elementos essenciais para a compreensão de um importante mecanismo de contágio da Covid-19.

Neste artigo, estamos interessados em gotículas muito pequenas, com tamanhos variando de centenas de nanômetros até alguns mícrons. Vejamos algumas definições: 1 mícron representa um milésimo de milímetro, ao passo que um nanômetro representa um milésimo de um mícron. Um fio de cabelo tem diâmetro de cerca de 100 mícrons ou um pouco menor, dependendo da pessoa. O tamanho de bactérias é tipicamente da ordem de 1 mícron. Bactérias e outras células biológicas são muito pequenas para serem visualizadas a olho nu, mas podem ser observadas com auxílio de um microscópio ótico.

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Da mesma forma, as micro e nano-gotículas de fluido corporal expelidas ao respirar são invisíveis a olho nu. Ainda assim, propiciam um mecanismo importante de contágio [1]. De fato, as gotículas invisíveis transportam o coronavírus SARS-Cov-2 de um doente com Covid-19 diretamente para as vias respiratórias de uma outra pessoa, provocando a infecção.

Por serem muito pequenas, gotículas com tamanho na faixa de centenas de nanômetros se comportam de forma muito diferente de gotas macroscópicas. Por exemplo, o movimento de gotas de chuva, cujo tamanho é de cerca de um milímetro ou maior, é determinado sobretudo pela atração gravitacional pelo planeta Terra. Quando comparado ao da gota de chuva, o volume de uma gota micrométrica é um bilhão de vezes menor. Em consequência, sua massa também será aproximadamente um bilhão de vezes menor, fazendo com que a atração gravitacional seja desprezível. Ao invés de cair como uma gota de chuva, uma gota de centenas de nanômetros permanece suspensa no ar ambiente, executando um movimento errático, pois sua massa tão diminuta faz com que seja muito sensível às colisões com as moléculas que compõem o ar.

Partículas líquidas ou sólidas em suspensão e dispersas em um gás são chamadas de aerossóis. Por serem muito pequenas (tamanho sub-micrométrico), executam um movimento errático, chamado de movimento Browniano, conforme ilustrado pela trajetória representada na figura abaixo [2].

Ao contrário do movimento balístico de um gota macroscópica, o movimento de aerossóis tem caráter probabilístico, por resultar de um número enorme de colisões não controladas com as moléculas do gás.

Em ambientes pouco ventilados, aerossóis de centenas de nanômetros ficam em suspensão no ar ambiente por várias horas, executando movimentos aleatórios que facilmente contornam protetores faciais ou máscaras mal ajustadas ao rosto.

Para ler o texto na íntegra acesse o site do jornal

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