MADRID 29 out. (EUROPA PRESS) -
Um novo método desenvolvido na Universidade de Warwick (Reino Unido) oferece a primeira maneira simples e preditiva de calcular como as nanopartículas de formato irregular (uma classe perigosa de poluente atmosférico) se movem pelo ar. O estudo, publicado no Journal of Fluid Mechanics Rapids, reformula uma fórmula centenária para preencher uma lacuna importante na ciência dos aerossóis.
Todos os dias, inalamos milhões de partículas microscópicas, como fuligem, poeira, pólen, microplásticos, vírus e nanopartículas sintéticas. Algumas são pequenas o suficiente para penetrar profundamente nos pulmões e até mesmo na corrente sanguínea, contribuindo para doenças como doenças cardíacas, derrame e câncer.
A maioria dessas partículas transportadas pelo ar tem formato irregular. Entretanto, os modelos matemáticos usados para prever seu comportamento geralmente presumem que elas são esferas perfeitas, simplesmente porque as equações são mais fáceis de resolver. Isso dificulta o monitoramento ou a previsão do movimento de partículas não esféricas reais, geralmente mais perigosas.
Agora, uma nova pesquisa da Universidade de Warwick desenvolveu o primeiro método simples para prever o movimento de partículas irregulares de qualquer formato.
O autor do artigo, Professor Duncan Lockerby, da Escola de Engenharia da Universidade de Warwick, diz: "A motivação era simples: se pudermos prever com precisão como as partículas de qualquer formato se movem, poderemos melhorar significativamente os modelos de poluição do ar, transmissão de doenças e até mesmo a química atmosférica. Essa nova abordagem baseia-se em um modelo muito antigo, simples, mas eficaz, o que o torna aplicável a partículas complexas e de formato irregular.
O avanço vem da revisão de um dos pilares da ciência do aerossol: o fator de correção de Cunningham. Desenvolvido em 1910, esse fator foi projetado para prever como a resistência aerodinâmica de partículas minúsculas se desvia das leis clássicas dos fluidos. Na década de 1920, o ganhador do Prêmio Nobel Robert Millikan refinou a fórmula, mas, ao fazê-lo, ignorou uma correção mais simples e mais geral. Como resultado, a versão moderna foi limitada a partículas perfeitamente esféricas.
O novo artigo do professor Lockerby reformula a ideia original de Cunningham de uma forma mais geral e elegante. Com base nisso, ele apresenta um "tensor de correção", uma ferramenta matemática que capta toda a gama de forças de arrasto e arrasto que atuam em partículas de qualquer formato, de esferas a discos finos, sem a necessidade de parâmetros empíricos de ajuste.
O professor Duncan Lockerby acrescenta: "Este artigo tenta recuperar o espírito original do trabalho de Cunningham de 1910. Ao generalizar seu fator de correção, agora podemos fazer previsões precisas para partículas de praticamente qualquer formato, sem a necessidade de simulações intensivas ou ajustes empíricos. Ele fornece a primeira estrutura para prever com precisão como as partículas não esféricas se deslocam pelo ar e, como essas nanopartículas estão intimamente ligadas à poluição do ar e ao risco de câncer, esse é um importante avanço tanto para a saúde ambiental quanto para a ciência do aerossol.
O novo modelo fornece uma base mais sólida para a compreensão de como as partículas se movem no ar, em campos que vão desde a qualidade do ar e a modelagem climática até a nanotecnologia e a medicina. Ele poderia ajudar os pesquisadores a prever melhor como os poluentes se espalham nas cidades, como as cinzas vulcânicas ou a fumaça dos incêndios florestais se deslocam ou como as nanopartículas modificadas se comportam nos sistemas de fabricação e distribuição de medicamentos.
Para dar continuidade a esse progresso, a Escola de Engenharia de Warwick investiu em um novo sistema de geração de aerossol de última geração. Essa instalação permitirá que os pesquisadores gerem e estudem com precisão uma variedade maior de partículas não esféricas do mundo real, o que validará e ampliará ainda mais o novo método.
Esta notícia foi traduzida por um tradutor automático