Profesor nadzwyczajny inżynierii mechanicznej Jiarong Hong i adiunkt Suo Yang stworzyli model przenoszenia wirusa w powietrzu przez aerozole, które są wyrzucane z naszych ust podczas wydechu lub mówienia. Naukowcy odkryli, że gdy robi to zarażona osoba, wirus SARS CoV-2 przyczepia się do tych aerozoli, gdy lądują na pobliskich powierzchniach lub są wdychane przez inną osobę.
Korzystając z precyzyjnych pomiarów eksperymentalnych aerozoli uwalnianych przez osiem bezobjawowych osób z COVID-19, naukowcy byli w stanie modelować numerycznie zewnętrzny przepływ wirusa w powietrzu w trzech wewnętrznych przestrzeniach – w windzie, klasie i supermarkecie. Następnie porównali przebieg wirusa na różnych poziomach wentylacji i przy różnych odstępach między osobami przebywającymi w tych przestrzeniach.
Koronawirus w pomieszczeniach zamkniętych
Naukowcy odkryli, że w pomieszczeniach zamkniętych dobra wentylacja odfiltruje część wirusa z powietrza, ale może pozostawić więcej cząstek wirusa na powierzchniach. W klasie, po przeprowadzeniu 50-minutowej symulacji z bezobjawowym nauczycielem konsekwentnie rozmawiającym, naukowcy odkryli, że tylko 10 procent aerozoli zostało odfiltrowanych. Zamiast tego większość cząstek osadziła się na ścianach.
„Ponieważ jest to bardzo silna wentylacja, pomyśleliśmy, że spowoduje ona wywietrzenie wielu aerozoli. Jednak 10 procent to naprawdę niewielka liczba” – powiedział Yang. „Wentylacja tworzy kilka stref cyrkulacji zwanych wirami, a aerozole obracają się w tym wirze. Kiedy zderzają się ze ścianą, przyczepiają się do ściany. Ale ponieważ są w zasadzie uwięzione w tym wirze i jest im bardzo trudno dotrzeć do otworu wentylacyjnego”.
W każdym scenariuszu badacze mapowali przepływ powietrza, aby znaleźć lokalizacje „gorących” punktów wirusa lub miejsc gromadzenia się aerozoli. Naukowcy stwierdzili, że dzięki odpowiedniemu połączeniu wentylacji i organizacji wnętrza możliwe byłoby złagodzenie rozprzestrzeniania się choroby i uniknięcie tych gorących stref.
Na przykład w salach lekcyjnych aerozole wirusów rozprzestrzeniają się znacznie mniej w całym pomieszczeniu, gdy nauczyciel – który prawdopodobnie mówi najwięcej – został umieszczony bezpośrednio pod otworem wentylacyjnym. Ta analiza może pomóc w organizacji i dezynfekcji sal lekcyjnych, a także pomóc w ponownym otwarciu miejsc takich jak teatry i sale koncertowe z zachowaniem odpowiednich środków ostrożności.
Yang i Hong niedawno rozpoczęli współpracę z Minnesota Orchestra, aby zmierzyć stężenie i przepływ aerozoli podczas gry na instrumentach na scenie w Orchestra Hall. W końcu mają nadzieję przedstawić organizacji non-profit plan zminimalizowania ryzyka COVID-19 w Orchestra Hall.
Czytaj też:
Nowe ognisko koronawirusa w Chinach. Najwyższy wzrost zakażeń od marca