Dva metre nestačia. Vedci nasimulovali ako ďaleko sa šíria kvapôčky z kašľa či kýchania

Vzhľadom na momentálnu situáciu vo svete sa mnoho ľudí vyslovene stráni kašľajúcich ľudí, iní z nich majú priam paniku. Práve kašeľ patrí medzi najbežnejšie symptómy ochorenia COVID-19. Ak sa človek dostane k osobe nakazenej koronavírusom, môže sa od nej nakaziť vďaka kvapôčkam vo vzduchu. Tie sa veľmi jednoducho v priestore šíria práve kašľaním či kýchaním.

Tieto častice môžu pristávať na povrchoch predmetov, v ústach, nose alebo očiach osoby alebo ich môže niekto vdýchnuť.  Odporúčania týkajúce sa sociálneho odstupu informujú ľudí, aby boli od seba vzdialení aspoň dva metre. Nový experiment vedcov z Floridy ukazuje, že ani vzdialenosť dvoch metrov nemusí byť dostatočná.

Ako ďaleko?

Výskumníci z Florida Atlantic University a College of Engineering and Computer Science realizovali experiment s použitím vizualizácie prúdenia. Chceli demonštrovať ako ďaleko kašeľ „cestuje” a ako dlho zotrváva vo vzduchu. 

zdroj: Youtube/FAU

Vizualizácia toku je metóda, ktorá umožňuje, aby sa tokové vzory, ako napríklad prúd častíc z kašľa, zviditeľnili vo vzduchu či vode, ktoré sú inak priehľadné. Vďaka rôznym technikám tejto vizualizácie je možné častice vidieť aj voľným okom.

V laboratórnom prostredí boli tak vedci schopní vizuálne demonštrovať mechanicky napodobnený prúd kašľa či kýchania. Poslúžila im na to figurína s ústami, ktorá bola napojená na prúd vzduchu s časticami. 

Pomohli LED svetlá

„Naším cieľom bolo demonštrovať osud častíc menšej veľkosti, ktoré sú prítomné vo vydychovanom prúde kašľa. Použili sme zmes destilovanej vody a glycerínu, aby sme vytvorili syntetickú hmlu, ktorá tvorila obsah kašľa, ktorý bol počas nášho experimentu vylúčený z nosa a úst figuríny. Hmla je spočiatku teplejšia ako okolitý vzduch, rovnako ako v prípade výdychu z kašľa, ale pri cestovaní vzduchom sa ochladzuje,“ povedal profesor Manhar Dhanak, predseda katedry oceánskeho a strojného inžinierstva FAU.

Častice a kvapôčky, ktoré sú výsledkom ľudského kašľa alebo kýchania, majú obvykle veľkosť od 5 do 500 mikrónov. Väčšie častice padajú na zem v krátkej vzdialenosti v dôsledku gravitácie, avšak menšie častice sa môžu prenášať aj na väčšie vzdialenosti a to prúdením vzduchu. Simulátor kašla v laboratóriu vytváral častice vo veľkosti 10-20 mikrónov.

Vedci kvôli jasnejšej vizualizácii použili LED a laserové svetlá. Je tak možné jasne odpozorovať, ako ďaleko sú schopné kvapôčky z kýchnutia či zakašlania doletieť.

„Predbežné výsledky nášho experimentu ukazujú, že významné koncentrácie malých častíc, napríklad z ťažkého kašľa či kýchania, môžu pretrvávať vo vzduchu ešte viac ako jednu minútu. Za 12 sekúnd prekonali vzdialenosť 1,8 metra a za 41 sekúnd to bolo 2,7 metra,” povedala Verma.

Vedci zistili, že pri ťažkom kašli je možné, že častice prekonajú vzdialenosť až 12 metrov. V prípade ľahšieho kašľa, ide o menšie vzdialenosti. „V prípade ľahkého kašľa to môže viesť k vytvoreniu vírivých krúžkov.Tie putujú vzduchom 0,3 až 2,7 metra, kým sa rozptýlia a rozpadnú. Zistili sme, že nosenie rúška nezastavuje častice na 100 %, ale spomaľuje prúdenie častíc,“ uviedol Dhanak. 

Dhanak a Verma tvrdia, že je potrebný ešte ďalší výskum s cieľom zdokonaliť emuláciu kašľa, ako aj vizualizáciu toku vzduchu, aby sa ich výsledky lepšie kvantifikovali.

„V súčasnosti existuje medzera vo vedomostiach o tom, ako sa COVID-19 šíri vzduchom. Tento experiment pomôže objasniť šírenie ochorenia prostredníctvom aerosólov. Navyše zdôrazňuje, prečo je tak dôležité nosiť rúško a zakrývať si ústa pri kašľaní a kýchaní na verejných priestranstvách,“ uviedla Stella Batalama, dekanka Fakulty strojárskej a počítačovej vedy FAU.