Разговор быстро разносит капли внутри зданий

«Люди должны осознавать, что они производят на них влияние», – сказал Говард Стоун, Дональд Р. Диксон ’69 и Элизабет В. 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 заражать других через крошечные капли, образующиеся, когда они говорят, поют или смеются.

Камень 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 сент. 25 в Proceedings of the National Academy of Sciences, исследователи пришли к выводу, что для внутренней деятельности обычные разговоры могут распространять выдыхаемый материал, по крайней мере, если не дальше, рекомендаций по социальному дистанцированию, рекомендованных Всемирным управлением здравоохранения (1 метр) и U.S. чиновники (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. Тем не менее, 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 долгий разговор."

Исследователи также заявили, что, хотя маски не полностью блокируют поток аэрозолей, они играют решающую роль в нарушении «струйного» воздушного потока изо рта говорящего, предотвращая быстрый перенос капель на больших масштабах, превышающих 30. см.
«Маски действительно сильно сокращают этот поток», – сказал Стоун. "Это показывает, почему (большинство) масок играют большую роль. Они отрезают все."

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, включая «Питер Пайпер выбрал клюв» и «Спой песню о шести пенсовах»."Исследователи выбрали фразы, чтобы включить в них различные звуки, влияющие на турбулентные потоки во время выдоха говорящего.
Исследователи обнаружили, что взрывные звуки, такие как «P», создают потоки 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.

Исследователи заявили, что расстояние частично зависит от продолжительности разговора. Кто-то говорит больше времени, отправит частицы дальше.

Они сказали, что правило 6-футового расстояния не может быть достаточным барьером во внутреннем пространстве без хорошей вентиляции.
«Если вы говорите громко в течение 30 секунд, вы выбросите аэрозоль на расстояние более шести футов в направлении 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 снижается 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 заявили, что надеются, 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 дискуссии и встречи в ограниченном пространстве означают, что местная среда потенциально будет содержать выдыхаемый воздух на значительно большем расстоянии», – пишут исследователи.

Исследователи заявили, что 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.

Последовательность затяжек, созданная во время разговора, вызывает более сложный турбулентный поток, чем отдельные струи воздуха, и исследователям пришлось 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.
Помимо Стоуна и Абкаряна, в число исследователей входят: Саймон Мендес из Университета Монпелье; Нан Сюэ и Фань Ян, аспиранты факультета машиностроения и аэрокосмической техники в Принстоне.

Частично поддержка проекта была оказана грантовой программой Национального научного фонда РАПИД.

NVP-TECHNO.RU