Covid-19 никуда не делся: время от времени медики продолжают новые подвиды вируса, поэтому забывать о правилах профилактики совсем нельзя. Но, как оказалось, старые методы не столь эффективны — в новом исследовании группе ученых из Массачусетского университета (США) и Кадисского университета (Испания) удалось выявить наиболее рабочую стратегию.
Исследование показало, что социальное дистанцирование не защищает от инфекций
За руку не здороваться, в общественных пространствах соседние стулья не занимать, в очереди не «прижиматься» к впередистоящему, в небольшие помещения заходить строго по одному — хотя с тех пор, когда эти правила существовали, прошло уже пять лет, многие до сих пор испытывают дискомфорт, сталкиваясь с нарушением личного пространства. Действительно, вдруг еще незнакомец заразит чем-нибудь... Однако недавнее исследование показало, что социальное дистанцирование не защищает от инфекционных заболеваний — а что защищает?
Unsplash
Полтора, два, три метра для бактерий — ничто.
Как болезни распространяются через воздух
Для того чтобы изучить весь механизм, одних лабораторных экспериментов оказалось недостаточно, поэтому исследователи подключили передовое компьютерное моделирование. Они создали уменьшенную модель длинной очереди — скажем, в магазине на кассе — с помощью конвейерной ленты, 3D-печатных фигур в форме человека и цилиндрических моделей в резервуаре с водой. Последняя в данном случае использовалась вместо воздуха, чтобы можно было точно контролировать переменные, сохраняя при этом те же физические законы, которые управляют реальными потоками воздуха.
Схематическое изображение того, как происходит передача инфекции воздушно-капельным путем во время ожидания в очереди.
Далее авторы работы использовали флуоресцентный краситель для имитации частиц выдыхаемого воздуха и высокоскоростные камеры для отслеживания движения — того, как перемещаются инфекционные частицы, когда люди то стоят, то перемещаются вперед.
При помощи передовых технологий также удалось смоделировать движение потоков воздуха при различных температурных условиях (диапазон составил 22-35°C) и скоростях ходьбы (характерные для помещений).
Результаты показали: когда люди идут друг за другом, они создают мощные нисходящие потоки воздуха, похожие на воздушный поток за крылом самолета. Иначе говоря, они направляют инфекционные частицы к земле, подальше от зоны дыхания других людей. Однако воздух, который мы выдыхаем, теплый, и он естественным образом поднимается вверх из-за плавучести, создавая восходящий, противодействующий нисходящему, поток.
Разница температур между выдыхаемым человеком воздухом (около 37 °C) и окружающим воздухом определяет, насколько сильно поднимутся частицы выдыхаемого воздуха.
При средних температурах воздуха внутри помещений эти две силы почти нейтрализуют друг друга. И вместо того чтобы безопасно опускаться или подниматься и уноситься прочь, инфекционные частицы остаются на уровне головы, где их может легко вдохнуть следующий человек.
Кроме того, на риск заражения влияет и скорость ходьбы. Типичная скорость ходьбы в помещении в условиях «старт-стоп» (как при нахождении в очередях) составляет от 1,8 до 3 км/ч, и это существенно ниже обычной скорости человека во время ходьбы без препятствий (5,3 км/ч). При такой низкой скорости периодическое движение создает циркуляцию воздуха, которая может задерживать инфекционные частицы вблизи места их выделения.
Таким образом, сочетание комнатной температуры воздуха в помещении и низкой скорости человека, находящегося в очереди, заставляет вирусы подолгу «застывать» на уровне лица, создавая условия для максимального риска заражения.
По предположениям авторов исследования, одной из выигрышных стратегий может служить поддержание температуры в помещении за пределами зоны комфорта человека: либо сильно выше 30°C, либо ниже 22°C.