Правило двухметрового COVID-19 не является конкретным показателем безопасности, говорят исследователи

Как капли распространяются при кашле

Видео: Кембриджский университет

Новое исследование показало, что передача COVID-19 воздушным путем является очень случайной и предполагает, что правило двух метров было числом, выбранным из «континуума» риска, а не какого-либо конкретного измерения безопасности.

Мы настоятельно рекомендуем людям продолжать носить маски в закрытых помещениях – нет веских причин подвергать себя этому риску, пока вирус находится с нами.

Профессор Эпаминондас Масторакос из инженерного факультета Кембриджа

Команда инженеров из Кембриджского университета использовала компьютерное моделирование, чтобы количественно определить, как капельки распространяются при кашле. Они обнаружили, что при отсутствии масок человек с COVID-19 может заразить другого человека на двухметровом расстоянии, даже находясь на открытом воздухе.

Команда также обнаружила, что отдельные случаи кашля сильно различаются, и что «безопасное» расстояние можно было установить от одного до трех или более метров, в зависимости от допустимости риска данного органа общественного здравоохранения.

Результаты, опубликованные в журнале Физика жидкостей, предполагают, что социальное дистанцирование само по себе не является эффективной мерой по смягчению последствий, и подчеркивают непреходящую важность вакцинации, вентиляции и масок по мере того, как мы приближаемся к зимним месяцам в северном полушарии.

Несмотря на то, что в первые дни пандемии основное внимание уделялось мытью рук и очистке поверхностей, уже почти два года стало ясно, что COVID-19 распространяется воздушно-капельным путем. Зараженные люди могут распространять вирус при кашле, разговоре или даже дыхании, когда они выбрасывают более крупные капли, которые в конечном итоге оседают, или более мелкие аэрозоли, которые могут плавать в воздухе.

«Я помню, как много слышал о том, как COVID-19 распространяется через дверные ручки в начале 2020 года, и я подумал, что если это так, то вирус должен покинуть инфицированного человека и приземлиться на поверхности или распространиться в воздухе через жидкость. “механические процессы”, – сказал профессор Эпаминондас Масторакос из Кембриджского инженерного факультета, руководивший исследованием.

Масторакос является экспертом в механике жидкостей: как жидкости, включая выдыхаемый воздух, ведут себя в различных средах. В ходе пандемии он и его коллеги разработали различные модели распространения COVID-19.

«Одним из способов распространения этой болезни является вирусология: сколько вирусов в вашем теле, сколько вирусных частиц вы выделяете, когда говорите или кашляете», – сказал первый автор доктор Шрей Триведи, также из Департамента инженерии. «Но другая часть этого – механика жидкости: что происходит с каплями после их выброса, и именно здесь мы входим. Как специалисты по механике жидкости, мы как мост от вирусологии эмиттера к вирусологии получателя. и мы можем помочь с оценкой рисков ».

В текущем исследовании исследователи из Кембриджа намеревались «измерить» этот мост с помощью серии симуляций. Например, если человек закашлялся и испустил тысячу капель, сколько капель достигнет другого человека в той же комнате и насколько большими будут эти капли в зависимости от времени и пространства?

При моделировании использовались уточненные вычислительные модели, решающие уравнения турбулентного потока, вместе с подробным описанием движения и испарения капель.

Исследователи обнаружили, что когда капли распространяются более чем на два метра, резкой границы нет. Когда человек кашляет и не носит маску, большая часть более крупных капель падает на близлежащие поверхности. Однако более мелкие капли, взвешенные в воздухе, могут быстро и легко распространяться за пределы двух метров. Насколько далеко и как быстро распространятся эти аэрозоли, будет зависеть от качества вентиляции в помещении.

В дополнение к переменным параметрам, связанным с ношением маски и вентиляцией, также существует высокая степень вариабельности индивидуального кашля. «Каждый раз, когда мы кашляем, мы можем выделять разное количество жидкости, поэтому, если человек инфицирован COVID-19, он может испускать много или очень мало вирусных частиц, и из-за турбулентности они распространяются по-разному при каждом кашле, “сказал Триведи.

«Даже если я выбрасываю одно и то же количество капель каждый раз, когда кашляю, из-за турбулентности потока жидкости возникают колебания», – сказал Масторакос. «Если я кашляю, колебания скорости, температуры и влажности означают, что количество, получаемое человеком на двухметровой отметке, каждый раз может сильно отличаться».

Исследователи говорят, что, хотя правило двух метров является эффективным и легко запоминающимся сообщением для общественности, оно не является признаком безопасности, учитывая большое количество переменных, связанных с вирусом, передаваемым по воздуху. Вакцинация, вентиляция и маски, хотя и не на 100% эффективны, жизненно важны для сдерживания вируса.

«Мы все отчаянно хотим увидеть конец этой пандемии, но мы настоятельно рекомендуем людям продолжать носить маски в закрытых помещениях, таких как офисы, классы и магазины», – сказал Масторакос. «Нет веских причин подвергать себя этому риску, пока вирус с нами».

Исследовательская группа продолжает это исследование с аналогичным моделированием таких пространств, как лекционные залы, которые могут помочь оценить риск, поскольку люди проводят больше времени в помещении.

Масторакос – научный сотрудник колледжа Фитцуильям в Кембридже. Исследование было частично поддержано Исследовательским советом по инженерным и физическим наукам (EPSRC), входящим в состав UK Research and Innovation (UKRI).

Источник:

Ссылка на журнал:

Триведи, С., и другие. (2021) Оценки стохастичности рассеивания капель при кашле. Физика жидкостей. doi.org/10.1063/5.0070528.

.

Leave a Comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.