Naukowcy porównują, w jaki sposób chmury kaszlu COVID-19 podróżują z maskami na twarz i bez nich

Objętość chmury kaszlu generowanej przez człowieka zwiększa się z czasem w wyniku porywania do niej otaczającego powietrza (dół). Zmiana objętości chmury jako funkcja odległości od ust (góra). Maski znacznie zmniejszają głośność, co widać na wstawce. Źródło: Amit Agrawal i Rajneesh Bhardwaj

Ponieważ koronawirus dotknął ponad 30 milionów ludzi na całym świecie, naukowcy w coraz większym stopniu skupiali się na zakresie, w jakim unoszące się w powietrzu kropelki z wirusem przenoszą się i zanieczyszczają powietrze po kaszlu zarażonej osoby.

Podczas gdy naukowcy badali właściwości powietrza w jamie ustnej, takie jak objętość, temperatura, rozkład kropli i wilgotność, mniej wiadomo o tym, jak te właściwości zmieniają się w miarę przemieszczania się chmury kaszlu. W Fizyka płynów, opublikowane przez AIP Publishing, naukowcy szacują zmieniającą się objętość chmury kaszlu i określają ilościowo zmniejszenie jej objętości w obecności maski na twarz.

„Szacujemy taką ilość powietrza, która może pomóc w projektowaniu wentylacji pomieszczeń zamkniętych, a tym samym ograniczyć rozprzestrzenianie się choroby” – powiedział Amit Agrawal, jeden z autorów.

Naukowcy zbadali również zmienność temperatury i wilgotności w chmurze kaszlu jako wyznacznik wpływający na rozkład kropel w chmurze.

Korzystając z analizy opartej na teorii dżetów i danych eksperymentalnych z literatury, odkryli, że to pierwsze 5 do 8 sekund po kaszlu ma znaczenie dla zawieszenia wydychanych kropel w powietrzu, a w konsekwencji dla rozprzestrzeniania się choroby. Po tym czasie chmura kaszlu zwykle zaczyna się rozpraszać.

Naukowcy odkryli, że objętość chmur bez maski jest około 7 razy większa niż w przypadku maski chirurgicznej i 23 razy większa niż w przypadku maski N95.

„Odkryliśmy, że wszystko, co zmniejsza odległość pokonywaną przez chmurę, takie jak maska, chusteczka lub kaszel w łokieć, powinno znacznie zmniejszyć obszar, w którym krople rozpraszają się podczas kaszlu, a tym samym ryzyko infekcji” – powiedział Rajneesh Bhardwaj , inny autor.

Co ciekawe, naukowcy odkryli, jak mocno osoba kaszle, co wpływa na początkową prędkość i objętość kaszlu, nie wpływa na objętość chmury kaszlu, gdy osoba nie nosi maski, chociaż początkowa objętość jest bardzo ważna dla osoby noszącej maska.

Naukowcy ustalili, że objętość chmury na kaszel zmienia się jako sześcian całkowitej odległości przebytej przez chmurę, przy czym stała proporcjonalności wynosi od 1 do 150. Ten wzór będzie pomocny w określaniu maksymalnej liczby osób, które mogą przebywać na oddziale szpitalnym. oraz minimalny przepływ powietrza w pokoju, windzie, sali kinowej, samochodzie, kabinie samolotu lub restauracji, aby zachować świeżość i zmniejszyć ryzyko infekcji.

Odniesienie: „Zmniejszanie szans COVID-19 zakażenie chmurą kaszlu w zamkniętej przestrzeni ”autorstwa Amita Agrawala i Rajneesha Bhardwaja, 20 października 2020 r., Fizyka płynów.
DOI: 10.1063 / 5.0029186