Pesquisadores britânicos desenvolveram um novo método para prever o deslocamento de nanopartículas irregulares na atmosfera. A descoberta reformula uma equação que permanecia praticamente inalterada desde 1910, permitindo agora modelar com precisão o comportamento de partículas de praticamente qualquer formato no ar. O Journal of Fluid Mechanics Rapids publicou o estudo.
A equipe liderada pelo Professor Duncan Lockerby, da Escola de Engenharia da Universidade de Warwick, na Inglaterra, conseguiu aprimorar o fator de correção de Cunningham, que havia sido refinado pela última vez pelo ganhador do Prêmio Nobel Robert Millikan na década de 1920. Conforme reportado pelo ScienceDaily, esta pesquisa representa um avanço significativo na compreensão do comportamento de partículas atmosféricas.
Até agora, os modelos científicos tradicionais tratavam partículas atmosféricas como esferas perfeitas para simplificar cálculos. O que comprometia a precisão das previsões sobre seu comportamento real. Esta limitação era especialmente problemática para partículas de formatos irregulares, como fuligem, microplásticos e vírus, que podem representar maiores riscos à saúde.
Uma solução para um problema centenário
O avanço científico surgiu da necessidade de compreender melhor como partículas de diferentes formatos se comportam no ambiente. Esta compreensão é fundamental porque diariamente as pessoas inalam milhões de partículas microscópicas que podem penetrar profundamente nos pulmões e até mesmo entrar na corrente sanguínea.
“A motivação foi simples: se pudermos prever com precisão como partículas de qualquer formato se movem, podemos melhorar significativamente os modelos para poluição do ar, transmissão de doenças e até mesmo química atmosférica. Esta nova abordagem se baseia em um modelo muito antigo (simples, mas poderoso) tornando-o aplicável a partículas complexas e de formato irregular”, afirmou o Professor Duncan Lockerby.
O novo modelo, denominado “tensor de correção”, representa uma evolução significativa do trabalho original de Cunningham. Esta ferramenta matemática considera a resistência e o arrasto que atuam sobre partículas de diversos formatos. Incluindo esferas e discos finos, sem necessidade de simulações intensivas ou ajustes empíricos.
Recuperando o espírito original da pesquisa
Durante o processo de refinamento da fórmula por Millikan na década de 1920, uma correção mais simples e geral foi negligenciada. Como resultado, versões posteriores da equação permaneceram restritas a partículas perfeitamente esféricas.
“Este artigo trata de 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. Isso sem a necessidade de simulações intensivas ou ajustes empíricos”, explicou o Professor Lockerby.
Aplicações práticas para saúde e meio ambiente
A partir deste avanço, o modelo oferecerá uma base mais sólida para entender como partículas transportadas pelo ar se movem em diversos campos científicos. Incluindo, por exemplo, monitoramento da qualidade do ar, modelagem climática, nanotecnologia e medicina. Além disso, a abordagem poderá melhorar as previsões sobre como a poluição se espalha nas cidades, como a fumaça de incêndios florestais ou cinzas vulcânicas viajam pela atmosfera, e como nanopartículas projetadas se comportam em aplicações industriais e médicas.
Para expandir este trabalho, a Escola de Engenharia da Universidade de Warwick investiu em um novo sistema de geração de aerossóis para validação e refinamento do método.
O Professor Julian Gardner, da Escola de Engenharia da Universidade de Warwick, que está colaborando com o Professor Lockerby, comentou: “Esta nova instalação nos permitirá explorar como partículas transportadas pelo ar do mundo real se comportam em condições controladas, ajudando a traduzir este avanço teórico em ferramentas ambientais práticas.”
Porém, o que não se sabe ainda é como essa nova abordagem será implementada em sistemas de monitoramento de qualidade do ar em tempo real. Ou mesmo como afetará as políticas públicas relacionadas à poluição atmosférica. Também não está claro como este modelo se comportará em todas as condições ambientais reais.
