Sposób, w jaki dym porusza się w barze lub na zewnątrz na świeżym powietrzu, może pomóc w wizualizacji rozprzestrzeniania się koronawirusa. Shironosova/Getty Images Plus

Kiedy ludzie wyobrażają sobie dystans społeczny, zazwyczaj myślą o „zasadzie 6 stóp”.

To prawda, że ​​przebywanie 6 stóp od innych ludzi może zmniejszyć ryzyko wylądowania kropli z dróg oddechowych z koronawirusem w twoich oczach, nosie lub ustach, gdy ktoś kaszle. Większość z tych kropelek jest zbyt mała, by je zobaczyć, a ludzie cały czas wyrzucają je w powietrze – kiedy krzyczą, mówią, a nawet oddychają.

Ale zasada 6 stóp nie uwzględnia wszystkich zagrożeń, szczególnie w pomieszczeniach.

Pomyśl o wejściu do pokoju, w którym ktoś pali papierosa. Im bliżej papierosa jesteś, tym silniejszy zapach – i tym więcej dymu wdychasz. Ten dym również unosi się w powietrzu. Z biegiem czasu nie będzie miało znaczenia, gdzie jesteś w pokoju; dym będzie wszędzie.

Dym papierosowy zawiera cząsteczki, które zbliżone wielkością do mniejszych kropelek oddechowych wydalanych przez ludzi – tych, które najdłużej unosić się w powietrzu. Chociaż nie jest to idealna analogia, wyobrażenie sobie, jak dym papierosowy przemieszcza się w różnych środowiskach, zarówno w pomieszczeniach, jak i na zewnątrz, może pomóc w wizualizacji, jak krążą w powietrzu kropelki zawierające wirusy.

As profesorowie kto się uczy dynamika płynów i aerozole, badamy, jak krąży COVID-19 i jakie stwarza ryzyko. Zasada 6 stóp jest dobrym punktem odniesienia, który łatwo zapamiętać, ale ważne jest, aby zrozumieć jej ograniczenia.

Aerozole i 86-letnia zasada

Zasada 6 stóp pochodzi z artykułu opublikowanego w 1934 roku przez Williama F. Wellsa, który badał rozprzestrzenianie się gruźlicy. Wells oszacował, że małe kropelki z dróg oddechowych szybko odparowują, podczas gdy duże szybko opadają na ziemię po trajektorii podobnej do balistycznej. Odkrył, że najdalsza odległość, jaką kropelki przebyły, zanim osiadły lub wyparowały, wynosiła około 6 stóp.

Chociaż odległość ta może zmniejszyć ekspozycję, nie zapewnia pełnego obrazu ryzyka infekcji wirusem SARS-CoV-2.

Kiedy ludzie wydychają, wydalają kropelki oddechowe o szerokiej gamie rozmiarów. Większość jest średnica mniejsza niż 10 mikronów. Mogą one szybko zmniejszyć się do około 40% ich pierwotnej średnicy lub mniejszej, z powodu parowania.

Jednak kropelki nie wyparują całkowicie. Dzieje się tak, ponieważ składają się one zarówno z wody, jak i materii organicznej, w tym potencjalnie z wirusem SARS-CoV-2. Te maleńkie kropelki pozostają zawieszone w powietrzu od minut do godzin, stwarzać ryzyko każdemu, kto się z nimi zetknie. Zawieszone w powietrzu kropelki te są powszechnie nazywane aerozolami.

{vembed Y=hgGYqOJwQFk}
Modele komputerowe pokazują, jak kropelki oddechowe poruszają się w różnych warunkach. Źródło: K. Liu, J. Salinas, M. Allahyari, N. Zgheib i S. Balachandar / University of Florida.

Wewnątrz lub na zewnątrz: wentylacja ma znaczenie

Ryzyko infekcji jest najwyższe u osoby zakażonej wirusem i maleje wraz z odległością. Jednak sposób, w jaki kropelki z dróg oddechowych mieszają się w powietrzu i wynikające z tego stężenie, wpływają na odległość potrzebną do bezpiecznego uniknięcia narażenia.

Na zewnątrz połączenie fizycznego dystansu i osłony twarzy zapewnia doskonałą ochronę przed przenoszeniem wirusów. Pomyśl jeszcze raz o byciu blisko palacza. Dym może być przenoszony przez wiatr znacznie dalej niż 6 stóp, ale wysokie stężenie dymu zwykle nie gromadzi się na zewnątrz, ponieważ dym jest szybko rozcieńczany przez dużą ilość powietrza. Wysoce skuteczną strategią unikania wdychania dymu jest unikanie przebywania bezpośrednio z wiatrem od palacza. Dotyczy to również kropelek oddechowych.

W pomieszczeniu obraz jest zupełnie inny.

Bardzo lekkie prądy powietrza w pomieszczeniu z wentylatorów i urządzeń wentylacyjnych mogą przenosić kropelki z dróg oddechowych na duże odległości znacznie lepszy niż 6 stóp. Jednak w przeciwieństwie do przebywania na zewnątrz, większość przestrzeni wewnętrznych ma: słaba wentylacja. Pozwala to na koncentrację małych kropelek oddechowych unoszących się w powietrzu narastać z czasem, docierając do wszystkich zakamarków pomieszczenia.

{vembed Y=hhtM_sfBNIQ}
Symulacja pokazuje trajektorie kropel emitowanych przez kogoś w pomieszczeniu o mieszanej wentylacji. Źródło: Goodarz Ahmadi i Mazyar Salmanzadeh / Clarkson University.

W pomieszczeniach ryzyko infekcji zależy od zmiennych, takich jak liczba osób w pomieszczeniu, wielkość pomieszczenia i stopień wentylacji. Mówiąc głośno, krzycząc or śpiew może również generować znacznie większe stężenia kropelek, znacznie zwiększając związane z tym ryzyko infekcji.

Nic dziwnego, że większość wydarzenia „superpremier” które zainfekowały dużą liczbę osób uczestniczących w spotkaniach w pomieszczeniach, w tym konferencje biznesowe, zatłoczone bary, na pogrzebie i ćwiczyć w chórze.

Strategie zachowania bezpieczeństwa

W czasach przed COVID-19 niewiele osób martwiło się infekcją dróg oddechowych spowodowaną przez małe, naładowane wirusem kropelki gromadzące się w pomieszczeniach, ponieważ ich ładunek wirusa był zwykle zbyt niski, aby wywołać infekcję.

W przypadku SARS-CoV-2 sytuacja jest inna. Badania wykazały, że pacjenci zakażeni COVID-19, nawet ci bezobjawowi, mają: duże obciążenie wirusem w ich płynach ustnych. Kiedy unoszące się w powietrzu kropelki emitowane przez tych pacjentów podczas rozmowy, śpiewu itp. są wdychane, możliwe jest zakażenie dróg oddechowych.

Niestety w słabo wentylowanym pomieszczeniu nie ma bezpiecznej odległości. Dobre strategie wentylacji i filtracji które wnoszą świeże powietrze, mają kluczowe znaczenie dla zmniejszenia stężenia aerozoli, podobnie jak otwieranie okien może oczyścić pomieszczenie wypełnione dymem.

Dodatkowo, maski lub osłony na twarz należy nosić przez cały czas w miejscach publicznych w pomieszczeniach. Oba zmniejszają stężenie kropelek oddechowych wydalony do pokoju i zapewnić pewną ochronę przed wdychanie aerozole zakaźne.

Wreszcie, ponieważ ryzyko infekcja wzrasta wraz z czasem ekspozycjiważne jest również ograniczenie czasu spędzanego w przestrzeni publicznej.

Wytyczne dotyczące dystansu społecznego o długości 6 stóp są kluczowym narzędziem w walce z rozprzestrzenianiem się COVID-19. Jednakże, ponieważ wraz z nadejściem chłodniejszej pogody tej jesieni coraz więcej zajęć odbywa się w pomieszczeniach, konieczne będzie wdrożenie zabezpieczeń, w tym tych, których można użyć, aby uniknąć wdychania dymu papierosowego.

O autorach

Byron Erath, profesor nadzwyczajny inżynierii mechanicznej, Uniwersytet Clarkson; Andrea Ferro, profesor inżynierii lądowej i środowiskowej, Uniwersytet Clarkson; Goodarz Ahmadi, profesor inżynierii mechanicznej, Uniwersytet Clarksonoraz Suresh Dhaniyala, Bayard D. Clarkson, wybitny profesor inżynierii mechanicznej i lotniczej, Uniwersytet Clarkson

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

książki_choroba