Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Hvordan COVID-19 hosteskyer rejser i nærvær og fravær af ansigtsmasker:undersøgelse

Volumen af ​​hostesky, der genereres af et menneske, stiger med tiden på grund af, at den omgivende luft trækkes ind i den (nederst). Ændring i skyens volumen som funktion af afstanden fra munden (øverst). Masker reducerer lydstyrken betydeligt, som det ses i indsætningen. Kredit:Amit Agrawal og Rajneesh Bhardwaj

Da coronavirussen har påvirket mere end 30 millioner mennesker globalt, forskere har i stigende grad fokuseret på, i hvilket omfang luftbårne luftvejsdråber, der bærer virussen, rejser og forurener luften, efter at en inficeret person hoster.

Mens forskere har studeret egenskaberne af luft ved munden, såsom volumen, temperatur, dråbefordeling, og fugtighed, mindre vides om, hvordan disse egenskaber ændrer sig, når hosteskyen rejser sig. I Fysik af væsker , forskere estimerer det udviklende volumen af ​​hosteskyen og kvantificerer reduktionen i dens volumen i nærværelse af en ansigtsmaske.

"Vi estimerer denne mængde af luften, som kan bidrage til at designe ventilation af lukkede rum og som følge heraf mindske spredningen af ​​sygdommen, " sagde Amit Agrawal, en af ​​forfatterne.

Forskerne undersøgte også variationen i temperatur og luftfugtighed i hosteskyen som den determinant, der påvirker dråbefordelingen i skyen.

Ved hjælp af en analyse baseret på jet-teori og eksperimentelle data fra litteraturen, de fandt ud af, at det er de første 5 til 8 sekunder efter hosten, der betyder noget for at suspendere de udåndede dråber i luften og, følgelig, for spredning af sygdommen. Efter den tid, hosteskyen begynder typisk at sprede sig.

Forskerne fandt, at skyvolumen uden maske er omkring 7 gange større end med en kirurgisk maske og 23 gange større end med en N95-maske.

"Vi fandt ud af, at alt, der reducerer den afstand, skyen tilbagelægger, såsom en maske, lommetørklæde, eller hoste ind i en albue, bør i høj grad reducere det område, hvor dråberne spredes ved hoste, og dermed risikoen for infektion, " sagde Rajneesh Bhardwaj, en anden forfatter.

Interessant nok, forskerne fandt ud af, hvor hårdt en person hoster, som påvirker den indledende hastighed og volumen af ​​hoste, påvirker ikke volumen i hosteskyen, når personen ikke bærer maske, selvom den indledende volumen er meget vigtig for en person, der bærer en maske.

Forskerne fastslog, at volumen af ​​en hostesky varierer som en terning af den samlede afstand, skyen tilbagelægger med proportionalitetskonstanten på 1 til 150. Denne formel vil være nyttig til at bestemme det maksimale antal personer, der kan indkvarteres på en hospitalsafdeling , og minimumshastigheden for luft i et rum, elevator, biografsal, bil, flykabine, eller restaurant skal cirkuleres for at bevare friskheden og reducere risikoen for infektion.