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Aunque el lavado de manos ha demostrado su eficacia para combatir la propagación de enfermedades e infecciones, la física que lo sustenta apenas se ha estudiado. Pero en Physics of Fluids, los investigadores de Hammond Consulting Limited describen un modelo sencillo que capta la mecánica clave del lavado de manos.
Mediante la simulación del lavado de manos, estimaron las escalas de tiempo en las que las partículas, como los virus y las bacterias, se eliminan de las manos.
El modelo matemático actúa en dos dimensiones, con una superficie ondulada que pasa junto a otra superficie ondulada, y una fina película de líquido entre ambas. Las superficies onduladas representan las manos porque son ásperas en escalas espaciales pequeñas.
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| Un caso de movimiento de una partícula. Comienza como el punto rojo, descansando en la superficie de la mano (línea ondulada negra). Sigue la trayectoria azul, escapando de la mano y moviéndose libremente por el líquido de lavado de manos. Crédito: Paul Hammond |
Las partículas quedan atrapadas en las superficies rugosas de la mano en pozos de potencial. En otras palabras, se encuentran en el fondo de un valle, y para que puedan escapar, la energía del flujo de agua debe ser lo suficientemente alta como para hacerlas subir y salir del valle.
La fuerza del líquido que fluye depende de la velocidad de las manos en movimiento. Un flujo más fuerte elimina las partículas más fácilmente.
"Básicamente, el flujo te informa de las fuerzas que ejercen las partículas", explica el autor Paul Hammond. "Entonces puedes calcular cómo se mueven las partículas y averiguar si se eliminan".
Compara el proceso con el de fregar una mancha en una camisa: cuanto más rápido sea el movimiento, más probable es que salga.
"Si se mueven las manos con demasiada suavidad, con demasiada lentitud, las fuerzas creadas por el fluido que fluye no son lo suficientemente grandes como para superar la fuerza que retiene la partícula", dice Hammond.
Incluso cuando se eliminan las partículas, ese proceso no es rápido. Las directrices habituales para el lavado de manos, como las de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, sugieren al menos 20 segundos bajo el grifo.
Los resultados del modelo de Hammond coinciden. Se necesitan unos 20 segundos de movimiento vigoroso para desalojar posibles virus y bacterias.
El modelo no tiene en cuenta los procesos químicos o biológicos que se producen al utilizar el jabón. Sin embargo, conocer los mecanismos que eliminan físicamente las partículas de las manos puede dar pistas para formular jabones más eficaces y respetuosos con el medio ambiente.
"Hoy en día, tenemos que pensar un poco más en lo que ocurre con los productos químicos del lavado cuando se van por el desagüe y entran en el medio ambiente", dijo Hammond.
Hammond dijo que esto no es toda la historia del lavado de manos, pero sí responde a preguntas importantes y sienta las bases para futuras investigaciones.
Fuentes, créditos y referencias:
"Will we ever wash our hands of lubrication theory?" Physics of Fluids (2021). aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0060307