Terwijl het COVID-19-virus zich over de hele wereld blijft verspreiden, het bestuderen van aerosol- en druppeltransport in verschillende omgevingen kan helpen bij het vaststellen van effectieve, natuurkundig onderbouwde maatregelen voor virusbeperking. Een van de belangrijkste omgevingen om snel inzicht te krijgen in de verspreiding van COVID-19 is in het klaslokaal van de school.

Stroomsnelheidsverdeling en deeltjesgrootte zijn de sleutel in aerosoltransport, wat een van de belangrijkste manieren is waarop COVID-19 zich verspreidt, wanneer aerosoldeeltjes vrijkomen tijdens het uitademen, praten, hoesten, of niezen.

In Fysica van vloeistoffen , Onderzoekers van de Universiteit van New Mexico gebruikten computationele vloeistof-deeltjesdynamica om aerosoltransport te onderzoeken in een klaslokaalmodel met airconditioning. Ze ontdekten dat het openen van ramen de fractie deeltjes die het systeem verlaten met bijna 40% verhoogt, terwijl ook de aërosoloverdracht tussen mensen binnenin wordt verminderd.

"Bijna 70% van de uitgeademde deeltjes van 1 micron verlaat het systeem wanneer de ramen open zijn, " zei Khaled Talaat, een van de auteurs. "En airconditioning verwijdert tot 50% van de deeltjes die vrijkomen tijdens uitademen en praten, maar de rest wordt afgezet op oppervlakken in de kamer en kan opnieuw de lucht ingaan."

Deeltjes worden in aanzienlijke hoeveelheden (tot 1% uitgeademde deeltjes) tussen studenten overgedragen, zelfs op 2,4 meter (7,8 voet) scheidingsafstand vanwege de luchtstroom.

"De aerosolverdeling in de ruimte is niet uniform, vanwege airconditioning en bronlocatie, " zei Talaat. "De positie van de student in de kamer beïnvloedt de kans om deeltjes naar anderen over te brengen en om deeltjes te ontvangen."

De onderzoekers waren verrast toen ze ontdekten dat glazen druppelschermen die voor bureaus werden geplaatst, de overdracht van deeltjes van 1 micron van de ene student naar de andere aanzienlijk verminderden. volgens Talaat.

"Schermen houden deeltjes van 1 micron niet direct tegen, maar ze beïnvloeden het lokale luchtstroomveld nabij de bron, die de baan van de deeltjes verandert, " zei hij. "Hun effectiviteit hangt af van de positie van de bron met betrekking tot de luchtverspreiders."

Voor de heropening van scholen, de groep raadt aan om ramen zoveel mogelijk open te houden en glazen schermen voor bureaus te plaatsen. Studenten met een hoger risico op COVID-19-complicaties kunnen zitten waar ze worden blootgesteld aan minder deeltjes, die zal afhangen van de indeling van de airconditioning in de kamer.

"In ons voorbeeld de achterste hoeken zijn de veiligste plekken, ' zei Talaat.

De groep benadrukt het belang van het ontsmetten van handen - zelfs zonder contact met andermans eigendommen - omdat "deeltjes kunnen worden overgedragen van de ene student naar de bureaus of kleding van andere studenten, enzovoort., zelfs wanneer u op een afstand van 2,4 meter afstand houdt, " hij zei.

Hun werk benadrukt ook het belang van effectieve filtratie- en sterilisatiesystemen in airconditioners.

"Gezien het belang van airconditioning, er is potentieel voor optimalisatie van HVAC-systemen in klaslokalen om de verwijdering van deeltjes te maximaliseren, terwijl voor voldoende ventilatie wordt gezorgd, ' zei Talaat.