Výsledky velkých vírových simulací aerosolových „mraků“ generovaných dýcháním infikovaného hostitele v turbulentní mezní vrstvě. Uznání: Rajat Mittal, Charles Meneveau a Wen Wu
Model nerovnosti při přenosu infekce vzduchem ilustruje korelaci mezi fyzickou vzdáleností a ochranou, účinností obličejových masek a dopadem fyzické aktivity na přenos.
Trvalý růst v roce 2006 COVID-19 Infekce po celém světě vedla vědce z mnoha různých oborů, včetně biomedicíny, epidemiologie, virologie, dynamiky tekutin, fyziky aerosolů a veřejné politiky, ke studiu dynamiky vzdušného přenosu.
v Fyzika tekutin, publikovaná vydavatelstvím AIP Publishing, použili vědci na univerzitě Johns Hopkins University a University of Mississippi model porozumění ve vzduchu navržený tak, aby byl přístupný široké škále lidí, včetně vědců.
Za použití základních konceptů dynamiky tekutin a známých faktorů při přenosu nemocí přenášených vzduchem navrhují vědci model nerovnosti Contagion Airborne Transmission (CAT). Ačkoli ne všechny faktory modelu nerovnosti CAT mohou být známy, lze jej stále použít k hodnocení relativních rizik, protože situační riziko je úměrné době expozice.
Pomocí modelu vědci zjistili, že ochrana přenosu se zvyšuje s fyzickou vzdáleností přibližně v lineárním poměru.
„Pokud zdvojnásobíte vzdálenost, obvykle zdvojnásobíte ochranu,“ řekl autor Rajat Mittal. „Tento druh škálování nebo pravidel může pomoci informovat politiku.“
Vědci také zjistili, že i jednoduché plátěné masky poskytují významnou ochranu a mohou omezit šíření COVID-19.
„Ukazujeme také, že jakákoli fyzická aktivita, která zvyšuje rychlost dýchání a objem lidí, zvyšuje riziko přenosu,“ uvedl Mittal. „Tato zjištění mají důležité důsledky pro znovuotevření škol, tělocvičen nebo nákupních center.“
Model nerovnosti CAT je inspirován Drakeovou rovnicí v astrobiologii a vyvíjí podobnou faktorizaci založenou na myšlence, že k přenosu vzduchem dochází, pokud vnímavá osoba vdechne dávku viru, která přesahuje minimální infekční dávku.
Model zahrnuje proměnné, které lze přidat do každé ze tří fází vzdušného přenosu: tvorba, vyhazování a aerosolizace virových kapiček z úst a nosu infikovaného hostitele; postřik a doprava vzdušnými proudy; a vdechování kapiček nebo aerosolů a ukládání viru v dýchací sliznici u vnímavé osoby.
Vědci doufají, že budou pečlivěji studovat účinnost obličejové masky a podrobnosti přenosu ve venkovních prostorech s vysokou hustotou. Kromě COVID-19 by tento model založený na nerovnosti CAT mohl být aplikován na vzdušný přenos dalších respiračních infekcí, jako je chřipka, tuberkulóza a spalničky.
Odkaz: „Matematický rámec pro hodnocení rizika přenosu vzduchu COVID-19 s aplikací na použití obličejových masek a sociální vzdálenosti“ Rajat Mittal, Charles Meneveau a Wen Wu, 26. října 2020, Fyzika tekutin.
DOI: 10,1063 / 5,0025476