Dlouhé proudy kapiček s viry mohou zaostávat za infikovanými jedinci

Rychlá chůze v úzkých chodbách se může zvýšit COVID-19 Riziko přenosu.

Dlouhé proudy kapiček naplněných viry mohou pronásledovat infikované jedince kráčící úzkou chodbou a ovlivňovat bezpečné pokyny pro vzdálení se od společnosti.

Počítačové simulace byly použity k přesné předpovědi vzorců proudění vzduchu a distribuce kapiček v situacích, kdy by se COVID-19 mohl šířit. V časopise Fyzika kapalinVýsledky z publikace AIP Publishing ukazují důležitost tvaru prostoru při modelování pohybu kapiček nabitých viry vzduchem.

Simulace se používají k určení tokových vzorů za chodícím jednotlivcem v prostorech různých tvarů. Výsledky ukazují na vyšší riziko přenosu u dětí v některých případech, např. B. za rychle se pohybujícími lidmi v dlouhé úzké chodbě.

Předchozí výzkum využívající tuto simulační techniku ​​pomohl vědcům pochopit dopad objektů, jako jsou skleněné bariéry, okna, klimatizace a toalety, na proudění vzduchu a šíření virů. Předchozí simulace obvykle předpokládaly velký, otevřený vnitřní prostor, ale nezohledňovaly účinky okolních zdí, jaké by mohly existovat v úzké chodbě.

Kapičky generované kašlecím jedincem jsou rozděleny různě v úzké chodbě a na otevřeném prostoru. Na otevřeném prostoru jsou kapičky distribuovány na velké ploše, která je vázána na osobu. Fotografický kredit: Xiaolei Yang

Když člověk, který kráčí po chodbě, kašle, jeho dech vylučuje kapičky, které se pohybují kolem a za jeho tělem a vytvářejí stezku, jako když loď dělá stezku ve vodě, když se pohybuje. Šetřením bylo zjištěno, že těsně za trupem osoby byla „bublina recirkulace“ a za ní proudilo dlouhé bdění.

„Tokové vzorce, které jsme našli, úzce souvisí s tvarem lidského těla,“ uvedl autor Xiaolei Yang. „Dva metry po proudu je brázda téměř zanedbatelná ve výšce úst a nohou, ale stále je viditelná ve výšce pasu.“

Jakmile byly určeny vzory proudění vzduchu, studie modelovala šíření oblaku kapiček vyvržených z úst simulovaného subjektu. Tvar prostoru obklopujícího pohybující se osobu je pro tuto část výpočtu obzvláště kritický.

Byly nalezeny dva typy režimů šíření. V jednom režimu se oblak kapiček oddělí od pohybující se osoby a vznáší se daleko za touto osobou a vytváří plovoucí bublinu kapiček nabitých virem. V druhém režimu je mrak připevněn k zádům dané osoby a sleduje ji jako ocas při pohybu vesmírem.

V obou režimech se oblak kapiček vznáší přibližně v polovině nakažené osoby, než dopadne na zem, což naznačuje vyšší riziko, že děti kapičky vdechnou. Fotografický kredit: Xiaolei Yang

„V odděleném režimu je koncentrace kapiček pět sekund po kašli mnohem vyšší než v připojeném režimu,“ řekl Yang. „To je hlavní výzva při určování bezpečné sociální vzdálenosti v místech, jako je velmi úzká chodba, kde může člověk vdechovat virové kapičky, i když je pacient daleko před nimi.“

Nebezpečí je obzvláště velké pro děti, protože v obou režimech se oblak kapiček vznáší ve vzdálenosti nad zemí, která je zhruba o polovinu menší než infikovaná osoba – jinými slovy na úrovni úst u dětí.

Odkaz: „Účinky velikostí místností na šíření kapiček generovaných kašlem od chodící osoby“, autor: Zhaobin Li, Hongping Wang, Xinlei Zhang, Ting Wu a Xiaolei Yang, 15. prosince 2020, Fyzika kapalin.
DOI: 10,1063 / 5,0034874