Nosite masku. Održavajte dva metra razmaka. Izbjegavajte velika okupljanja. Dok svijet iščekuje sigurno i učinkovito cjepivo, kontrola pandemije Covida-19 ovisi o poštivanju smjernica zdravstvenih stručnjaka. No dolaskom hladnijih dana ljudi sve više vremena provode u zatvorenom, što dodatno olakšava prijenos bolesti.

Na 73. godišnjem sastanku Odjela za dinamiku fluida Američkog fizičkog društva istraživači su predstavili niz studija koje istražuju aerodinamiku zaraznih bolesti. Njihovi rezultati sugeriraju strategije za smanjenje rizika na temelju rigoroznog razumijevanja toga kako se zarazne čestice miješaju sa zrakom u zatvorenim prostorima.

Virus i glazba

Istraživanje na početku pandemije usredotočilo se na ulogu velikih, brzo padajućih kapljica nastalih kašljanjem i kihanjem. Međutim dokumentirani događaji super širenja nagovijestili su da prijenos sitnih čestica iz svakodnevnih aktivnosti u zraku također može biti opasan put zaraze.

Pedeset i troje od 61 pjevača u državi Washington, na primjer, zarazilo se nakon dvoipolsatne probe zbora u ožujku. Od 67 putnika koji su proveli dva sata u autobusu s osobom zaraženom Covidom-19 u kineskoj provinciji Zhejiang, njih 24 bilo je pozitivno.

William Ristenpart, kemijski inženjer s Kalifornijskog sveučilišta u Davisu, otkrio je da ljudi dok glasno govore ili pjevaju stvaraju dramatično veći broj čestica veličine mikrona nego kad koriste normalan glas. Otkriveno je i da broj čestica proizvedenih tijekom vikanja uvelike premašuje broj proizveden tijekom kašljanja.

Eksperimenti na zamorcima pokazali su da se gripa može širiti kontaminiranim česticama prašine. Isto bi moglo vrijediti za SARS-CoV-2.

Abhishek Kumar, Jean Hertzberg i drugi istraživači sa sveučilišta Colorado u Boulderu usredotočili su se na to kako bi se virus mogao širiti tijekom glazbenih izvedbi. Razgovarali su o rezultatima eksperimenata namijenjenih mjerenju emisije aerosola koji šire svirači.

'Svi su bili zabrinuti za flautiste, ali pokazalo se da flaute nisu toliko opasne', rekao je Hertzberg. Obilnije oblake aerosola stvaraju puhači instrumenti poput klarineta i oboa, koji koriste mokre piskove. Dobra vijest je da se njima može upravljati. 'Stavite li kiruršku masku na zvono klarineta ili trube, to će količinu aerosola smanjiti na razinu izbačenu normalnim govorom.'

Inženjeri pod vodstvom Ruichena Hea sa Sveučilišta Minnesota istraživali su sličnu strategiju smanjenja rizika u svom istraživanju polja protoka i aerosola generiranih raznim instrumentima. Iako se razina proizvedenih aerosola razlikovala od glazbenika i instrumenata, rijetko su putovali više od tridesetak centimetra. Na temelju tih otkrića, istraživači su osmislili pandemijski osjetljiv model sjedenja za orkestre uživo i opisali gdje smjestiti filtre i publiku kako bi smanjili rizik.

Kelby Kramer i Gerald Wang sa Sveučilišta Carnegie Mellon poradili su pak na uvjetima koji bi pomogli izbjeći gužvu i zaglavljivanje u zatvorenim prostorima poput hodnika.

'Kumulativno vrijeme ekspozicije'

Putovanje do ureda osobnim automobilima također predstavlja rizik od zaraze. Kenny Breuer i njegovi suradnici sa Sveučilišta Brown izveli su numeričke simulacije kretanja zraka kroz kabine osobnih automobila kako bi identificirali strategije koje mogu smanjiti rizik od infekcije. Ako zrak ulazi i izlazi iz sobe na mjestima daleko od putnika, to može smanjiti rizik prijenosa. U osobnom automobilu, rekli su, to znači strateški otvoriti neke prozore, a zatvoriti druge.

Matematičari MIT-a Martin Bazant i John Bush predložili su novu sigurnosnu smjernicu koja se temelji na postojećim modelima prijenosa bolesti u zraku kako bi otkrili maksimalnu razinu izloženosti u raznim zatvorenim okruženjima. Njihove smjernice ovise o metrici koja se naziva 'kumulativno vrijeme ekspozicije', a određuje se množenjem broja ljudi u sobi s trajanjem ekspozicije.

Maksimalno ovisi o veličini i brzini ventilacije prostorije, pokrivanju lica, zaraznosti aerosoliziranih čestica i drugim čimbenicima. U suradnji s kemijskim inženjerom Kasimom Khanom izradili su i aplikaciju te mrežne proračunske tablice koje ljudi mogu koristiti za procjenu rizika prijenosa u različitim uvjetima.

Kao što su Bazant i Bush napisali u svom radu, držanje razmaka od dva metra 'nudi malu zaštitu od kapljica aerosola koje sadrže patogene, dovoljno malih da se mogu kontinuirano miješati u zatvorenom prostoru'. Bolje razumijevanje toga kako se zaražene čestice kreću kroz prostoriju može ponuditi pametnije strategije za smanjenje prijenosa, piše Sci Tech Daily.