El modelo matemático actúa en dos dimensiones, con una superficie ondulada que se mueve más allá de otra superficie ondulada, y una fina película de líquido entre las dos. Las superficies onduladas representan manos porque son rugosas en pequeñas escalas espaciales.

Las partículas quedan atrapadas en las superficies rugosas de la mano en pozos potenciales. En otras palabras, están en el fondo de un valle, y para que puedan escapar, la energía del flujo de agua debe ser lo suficientemente alta como para sacarlas 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.

Imagen: Un caso de movimiento de una partícula. Comienza como el punto rojo, que descansa sobre la superficie de la mano (línea ondulada negra). Sigue el camino azul, escapa de la mano y luego se mueve libremente a través del líquido al lavarse las manos. Crédito: Paul Hammond

"Básicamente, el flujo te informa sobre las fuerzas sobre las partículas", dijo el autor Paul Hammond. "Entonces puedes averiguar cómo se mueven las partículas y averiguar si se eliminan".

Él compara el proceso con el de frotar una mancha en una camisa: cuanto más rápido es el movimiento, más probabilidades hay de que salga.

"Si mueves las manos con demasiada suavidad, demasiado lentamente, entre sí, las fuerzas creadas por el fluido que fluye no son lo suficientemente grandes como para vencer la fuerza que mantiene la partícula", dijo Hammond.

Incluso cuando se eliminan las partículas, ese proceso no es rápido. Las pautas típicas para lavarse las manos, como las de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, sugieren al menos 20 segundos debajo del grifo.

Los resultados del modelo de Hammond concuerdan. Se necesitan unos 20 segundos de vigoroso movimiento para eliminar posibles virus y bacterias.

El modelo no considera los procesos químicos o biológicos que ocurren cuando se usa jabón. Sin embargo, conocer los mecanismos que eliminan físicamente las partículas de las manos puede proporcionar pistas para formular jabones más eficaces y respetuosos con el medio ambiente.

"Hoy en día, debemos ser un poco más reflexivos sobre lo que sucede con los productos químicos de lavado cuando bajan por el desagüe y entran al medio ambiente", dijo Hammond.

Hammond dijo que esta no es toda la historia del lavado de manos, pero responde preguntas importantes y sienta las bases para futuras investigaciones.

El estudio se publicó en Physics of Fluids: Will we ever wash our hands of lubrication theory?