Разговор быстро разбрасывает капли внутри зданий
Чтобы изучить поток выдыхаемого материала, исследователи засняли движение тумана из крошечных капелек, освещенных лазерным листом, перед человеком, говорящим несколько разных фраз рядом с листом. Предоставлено: Принстонский университет.

Что касается передачи таких заболеваний, как COVID-19, исследователи обнаружили, что при обычном разговоре создается конусообразный воздушный поток, напоминающий струю, который быстро переносит брызги крошечных капель изо рта говорящего на несколько метров внутреннего пространства.

«Люди должны осознавать, что они влияют на них самих», — сказали Говард Стоун, профессор Дональда Р. Диксона ’69 и Элизабет У. Диксон, профессор механической и аэрокосмической инженерии в Принстонском университете. «Это не только вокруг вашей головы, это в масштабе метров».

Хотя ученые еще не полностью определили механизмы передачи COVID-19, текущие исследования показывают, что люди без симптомов могут заразить других с помощью крошечных капель, образующихся, когда они говорят, поют или смеются. Стоун и один из ведущих исследователей Манук Абкарян из Университета Монпелье во Франции хотели узнать, насколько широко и быстро выдыхаемый средний говорящий материал может распространяться во внутреннем пространстве.

«Многие люди писали о кашле, чихании и о том, что вас беспокоит при гриппе», — сказал Стоун. «Но эти особенности связаны с видимыми симптомами, и мы видим, что это заболевание широко распространяется людьми без симптомов».

В статье, опубликованной 25 сентября в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, исследователи пришли к выводу, что в случае внутренней деятельности обычные разговоры могут распространить выдыхаемый материал, по крайней мере, если не дальше, Рекомендации по социальному дистанцированию, рекомендованные Всемирным управлением здравоохранения (1 метр) и официальными лицами США (2 метра). В работе исследовался поток частиц во внутреннем пространстве без хорошей вентиляции.

Стоун и Абкарян подчеркнули, что они не являются экспертами в области общественного здравоохранения и не дают медицинских рекомендаций. Однако они заявили, что чиновники здравоохранения должны рассматривать аэродинамическое движение аэрозольных частиц, генерируемых одной только речью, как важный фактор для направленного распространения.

«Это, безусловно, подчеркивает важность вентиляции», — сказал Стоун. «Особенно, если у вас длительный разговор».

Исследователи также заявили, что, хотя маски не полностью блокируют поток аэрозолей, они играют важную роль в нарушении «струйного» воздушного потока изо рта говорящего, предотвращая быстрый перенос капель на больших масштабах. больше 30 см.

«Маски действительно сильно сокращают этот поток», — сказал Стоун. «Это определяет, почему (большинство) масок играют большую роль. Они отсекают все».

Чтобы изучить поток выдыхаемого материала, исследователи засняли движение тумана из крошечных капелек, освещенных лазерным листом, перед человеком, говорящим несколько разных фраз рядом с листом. Предоставлено: Принстонский университет.

Исследователи специализируются на гидродинамике, которая описывает движение жидкостей и газов. Используя высокоскоростную камеру, они снимают движение тумана из крошечных капелек, освещенных лазерным листом, перед человеком, говорящим несколько разных фраз рядом с листом. Фразы варьировались от коротких заявлений, таких как «мы победим вирус короны», до детских стишков, в том числе «Питер Пайпер выбрал клюв» и «Спой песню о шести пенсов». Исследователи выбрали фразы, чтобы включить различные звуки, влияющие на бурные потоки выдоха говорящего.

Исследователи обнаружили, что взрывные звуки, такие как «P», создают клубы воздуха перед говорящим, в то время как разговор создает то, что исследователи назвали «цепочкой затяжек». Каждая затяжка создает небольшой вихрь воздуха перед динамиком, и взаимодействие этих вихрей создает конусообразный «струйный» воздушный поток изо рта говорящего. Исследователи обнаружили, что этот воздушный поток может легко и очень быстро уносить крошечные частицы от динамика.

Абкарян сказал, что даже короткая фраза может переместить частицы на расстояние в 1 метр, рекомендованное Всемирной организацией здравоохранения, за считанные секунды.

По словам исследователей, расстояние отчасти зависит от продолжительности разговора. Тот, кто говорит больше времени, пошлет частицы дальше. Они сказали, что правило 6-футового расстояния не может быть достаточным барьером во внутреннем пространстве без хорошей вентиляции.

«Если вы громко говорите 30 секунд, вы выбросите аэрозоль на расстояние более шести футов в сторону вашего собеседника», — сказал Стоун.

В статье исследователи обнаружили, что аэрозоли, выбрасываемые во время речи, обычно достигают 2-метрового расстояния примерно за 30 секунд, и на этом расстоянии концентрация аэрозолей уменьшается примерно до 3 процентов от первоначального объема. Сказать, было ли разбавление достаточным для защиты от инфекции, выходило за рамки статьи, хотя исследователи отметили, что многие сочтут эту концентрацию выше ожидаемой. Исследователи выразили надежду, что эта информация поможет чиновникам здравоохранения принять такое решение. Они также отметили, что более длительные разговоры могут способствовать распространению большего количества материала и распространению вируса на большее расстояние.

«Однако более продолжительные обсуждения и встречи в ограниченном пространстве означают, что местная среда потенциально может содержать выдыхаемый воздух на значительно большем расстоянии», — пишут исследователи.

По словам исследователей, эксперимент показал, что социальное расстояние в 6 футов (2 метра) не работает как стена для защиты людей. Со временем из-за разговоров материал может перемещаться за пределы расстояния, особенно внутри зданий.

Цепочка затяжек, созданная во время разговора, вызывает более сложный турбулентный поток, чем отдельные струи воздуха, и исследователям приходилось учитывать это в своих расчетах. Исследователи использовали данные экспериментов, чтобы создать математическую основу для количественной оценки переноса капель изо рта говорящего в окружающую среду. Они отметили, что в работе не учитываются движения головы или тела говорящего и фоновое движение воздуха, вызванное вентиляцией и другими динамиками. Для анализа этих факторов потребуется дополнительная работа./P>




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *