Onderzoekers gebruikten een computersimulatie om te laten zien hoe een toilet dat doorspoelt een wolk van virusbevattende aerosoldruppels kan creëren die groot en wijdverspreid is en lang genoeg meegaat om de druppels door anderen te kunnen inademen.

Met recente onderzoeken die aantonen dat het nieuwe coronavirus dat COVID-19 veroorzaakt, kan overleven in het menselijke spijsverteringskanaal en kan verschijnen in de ontlasting van de geïnfecteerden, dit verhoogt de mogelijkheid dat de ziekte kan worden overgedragen met het gebruik van toiletten.

Toiletspoeling zorgt voor veel turbulentie, en kwalitatief bewijs suggereert dat dit zowel bacteriën als virussen kan verspreiden. Het publiek, echter, blijft grotendeels onbewust van deze infectieroute, aangezien er maar weinig kwantitatieve studies zijn uitgevoerd om dit mogelijke mechanisme te onderzoeken.

In het journaal Fysica van vloeistoffen , nauwkeurige computermodellen werden gebruikt om water- en luchtstromen in een spoeltoilet en de resulterende druppelwolk te simuleren. De onderzoekers gebruikten een standaard set vloeistofdynamische formules, bekend als de Navier-Stokes-vergelijkingen, om het doorspoelen in twee soorten toiletten te simuleren:een met een enkele inlaat voor het doorspoelen van water, en een andere met twee inlaten om een ​​roterende stroom te creëren.

De onderzoekers gebruikten ook een model met discrete fasen om de beweging te simuleren van de talrijke kleine druppeltjes die waarschijnlijk uit de toiletpot in de lucht worden uitgestoten. Een soortgelijk model werd onlangs gebruikt om de beweging van aerosoldruppels te simuleren die worden uitgeworpen tijdens een menselijke hoest.

De resultaten van de simulaties waren opvallend.

Terwijl er van één kant water in de toiletpot stroomt, het raakt de andere kant, draaikolken creëren. Deze wervelingen gaan omhoog in de lucht boven de kom, druppels dragen tot een hoogte van bijna 3 voet, waar ze kunnen worden ingeademd of zich op oppervlakken kunnen nestelen. Deze druppeltjes zijn zo klein dat ze meer dan een minuut in de lucht blijven zweven. Een toilet met twee inlaatpoorten voor water genereert een nog grotere snelheid van opwaarts stromende aerosoldeeltjes.

"Men kan voorzien dat de snelheid nog hoger zal zijn wanneer een toilet veelvuldig wordt gebruikt, zoals in het geval van een gezinstoilet tijdens een drukke tijd of een openbaar toilet in een dichtbevolkt gebied, " zei co-auteur Ji-Xiang Wang, van de Yangzhou-universiteit.

De simulaties laten zien dat bijna 60% van de uitgestoten deeltjes hoog boven de zitting uitstijgen voor een toilet met twee inlaatpoorten. Een oplossing voor dit dodelijke probleem is om gewoon het deksel te sluiten voor het doorspoelen, aangezien dit de aërosolverspreiding zou moeten verminderen.

Echter, in veel landen, waaronder de Verenigde Staten, toiletten in openbare toiletten zijn vaak zonder deksel. Dit vormt een ernstig gevaar. De onderzoekers suggereren ook dat een beter toiletontwerp een deksel zou bevatten dat automatisch sluit voordat het wordt doorgespoeld.