De aanhoudende toename van COVID-19-infecties over de hele wereld heeft ertoe geleid dat wetenschappers uit veel verschillende vakgebieden, inclusief biogeneeskunde, epidemiologie, virologie, vloeistofdynamica, aërosolfysica, en openbare orde, om de dynamiek van transmissie in de lucht te bestuderen.

In Fysica van vloeistoffen , onderzoekers van de Johns Hopkins University en de University of Mississippi gebruikten een model om transmissie via de lucht te begrijpen dat is ontworpen om toegankelijk te zijn voor een breed scala aan mensen, inclusief niet-wetenschappers.

Gebruikmakend van basisconcepten van vloeistofdynamica en de bekende factoren bij de overdracht van ziekten via de lucht, de onderzoekers stellen het Contagion Airborne Transmission (CAT)-ongelijkheidsmodel voor. Hoewel niet alle factoren in het CAT-ongelijkheidsmodel bekend zijn, het kan nog steeds worden gebruikt om relatieve risico's te beoordelen, aangezien het situationele risico evenredig is met de blootstellingstijd.

Met behulp van het model, de onderzoekers stelden vast dat de bescherming tegen transmissie toeneemt met fysieke afstand in een ongeveer lineaire proportie.

"Als je je afstand verdubbelt, je verdubbelt over het algemeen je bescherming, "zei auteur Rajat Mittal. "Dit soort schaal of regel kan het beleid helpen informeren."

De wetenschappers ontdekten ook dat zelfs eenvoudige stoffen maskers aanzienlijke bescherming bieden en de verspreiding van COVID-19 kunnen verminderen.

"We laten ook zien dat elke fysieke activiteit die de ademhalingssnelheid en het volume van mensen verhoogt, het risico op overdracht verhoogt, " zei Mittal. "Deze bevindingen hebben belangrijke implicaties voor de heropening van scholen, sportscholen, of winkelcentra."

Het CAT-ongelijkheidsmodel is geïnspireerd op de Drake-vergelijking in de astrobiologie en ontwikkelt een vergelijkbare factorisatie op basis van het idee dat overdracht via de lucht plaatsvindt als een vatbaar persoon een virale dosis inhaleert die de minimale infectieuze dosis overschrijdt.

Het model bevat variabelen die kunnen worden toegevoegd aan elk van de drie stadia van transmissie in de lucht:de generatie, uitzetting, en aerosolisatie van de virusbevattende druppeltjes uit de mond en neus van een geïnfecteerde gastheer; de verspreiding en het transport via omgevingsluchtstromen; en het inademen van druppeltjes of aerosolen en de afzetting van het virus in het ademhalingsslijmvlies bij een daarvoor gevoelige persoon.

De onderzoekers hopen de efficiëntie van gezichtsmaskers en de transmissiedetails in buitenruimtes met een hoge dichtheid nader te bekijken. Naast COVID-19, dit model gebaseerd op de CAT-ongelijkheid zou van toepassing kunnen zijn op de overdracht van andere luchtweginfecties via de lucht, zoals griep, tuberculose, en mazelen.