Normal vejrtrækning sender spytdråber 7 fod; masker forkorter dette

Verdenssundhedsorganisationen og Centers for Disease Control anbefaler at holde en vis afstand mellem mennesker for at forhindre spredning af COVID-19. Disse anbefalinger til social distancering er estimeret ud fra en række undersøgelser, men yderligere forskning om den præcise mekanisme for virustransport fra én person til en anden er stadig nødvendig.

I Fysik af væsker , forskere fra Stony Brook University, Harvard, ETH Zürich, og Hanyang University demonstrerer normal vejrtrækning indendørs uden maske kan transportere spytdråber, der er i stand til at transportere viruspartikler til en afstand på 2,2 meter, eller 7,2 fod, i løbet af 90 sekunder.

Brugen af ​​en ansigtsmaske reducerer den afstand, disse dråber rejser betydeligt. Efter næsten to minutter, spytdråberne begrænset af en maske havde kun rejst 0,72 meter, under 2,4 fod og et godt stykke under afstanden på 1,8 meter, eller 6 fod, foreslået af CDC.

Undersøgelsen brugte computersimuleringer med en mere realistisk model for den aktuelle situation end dem, der blev brugt i tidligere undersøgelser. Tidligere arbejde betragtes som aerosoltransport efter hoste eller nysen, mens denne undersøgelse specifikt så på normal menneskelig vejrtrækning. Et normalt åndedræt producerer periodiske jetstrømme, der indeholder spytdråber, men den hastighed, som strålen bevæger sig med, er mindre end en tiendedel af en hoste eller nys.

Efterforskerne fandt, at selv normal vejrtrækning producerer et komplekst felt af hvirvler, der kan flytte spytdråber væk fra personens mund. Rollen af ​​disse hvirvler er ikke tidligere blevet forstået.

"Vores resultater viser, at normal vejrtrækning uden en ansigtsmaske genererer periodiske slæbende stråler og førende cirkulære hvirvelringe, der forplanter sig fremad og interagerer med de hvirvelstrømsstrukturer, der er produceret i tidligere vejrtrækningscyklusser, " sagde forfatter Ali Khosronejad.

Dette komplekse hvirvelfelt kan transportere aerosoldråber over lange afstande. En ansigtsmaske spreder den kinetiske energi af strålen produceret af et udåndet åndedræt, forstyrre hvirvlerne og begrænse bevægelsen af ​​virusfyldte dråber.

Efterforskerne overvejede virkningen af ​​fordampning af spytdråberne. I tilfælde af ingen maske, de fandt, at spytdråberne nær den forreste del af pusten af ​​udåndet ånde var delvist fordampet, når en størrelse på kun en tiendedel af en mikron. I stillestående indendørs luft, dråber af denne størrelse ville ikke sætte sig til jorden i flere dage.

Brugen af ​​en maske omdirigerer delvist det udåndede åndedræt nedad og begrænser markant fremadgående bevægelse af fanen, så risikoen for at svævende dråber bliver tilbage i luften er væsentligt reduceret.

"For at forenkle vejrtrækningsprocessen, vi overvejede ikke strømmen af ​​luft-spytblanding gennem næsen og tog udelukkende højde for strømmen gennem munden, " sagde Khosronejad. "I fremtidige undersøgelser, vi vil udforske effekten af ​​normal vejrtrækning via både næse og mund."