Een nieuwe studie van de University of Central Florida suggereert dat maskers en een goed ventilatiesysteem belangrijker zijn dan sociale afstand om de verspreiding van COVID-19 via de lucht in klaslokalen te verminderen.

Het onderzoek, onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Fysica van vloeistoffen , komt op een kritiek moment wanneer scholen en universiteiten overwegen om in de herfst terug te keren naar meer persoonlijke lessen.

"Het onderzoek is belangrijk omdat het richtlijnen geeft over hoe we veiligheid in binnenomgevingen begrijpen, " zegt Michael Kinzel, een assistent-professor aan de afdeling Mechanische en Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek van UCF en co-auteur van de studie.

"De studie constateert dat de transmissieroutes van aerosols geen noodzaak voor sociale afstand van anderhalve meter laten zien wanneer maskers verplicht zijn, " zegt hij. "Deze resultaten benadrukken dat met maskers, transmissiekans neemt niet af met grotere fysieke afstand, die benadrukt hoe maskermandaten de sleutel kunnen zijn tot het vergroten van de capaciteit op scholen en andere plaatsen."

In de studie, de onderzoekers maakten een computermodel van een klaslokaal met leerlingen en een leraar, vervolgens de luchtstroom en de overdracht van ziekten gemodelleerd, en berekend door de lucht aangedreven transmissierisico.

Het klaslokaalmodel was 709 vierkante voet met 9-voet hoge plafonds, vergelijkbaar met een kleinere maat, universitair klaslokaal, zegt Kinzel. Het model had gemaskerde leerlingen - die allemaal besmet konden zijn - en een gemaskerde leraar vooraan in de klas.

De onderzoekers onderzochten het klaslokaal met behulp van twee scenario's - een geventileerd klaslokaal en een ongeventileerd klaslokaal - en met behulp van twee modellen, Wells-Riley en Computational Fluid Dynamics. Wells-Riley wordt vaak gebruikt om de kans op transmissie binnenshuis te beoordelen en Computational Fluid Dynamics wordt vaak gebruikt om de aerodynamica van auto's te begrijpen, vliegtuigen en de onderwaterbeweging van onderzeeërs.

Maskers bleken gunstig te zijn door directe blootstelling aan aerosolen te voorkomen, omdat de maskers een zwakke wolk warme lucht afgeven die ervoor zorgt dat aerosolen verticaal bewegen, waardoor ze de aangrenzende studenten niet kunnen bereiken, zegt Kinzel.

Aanvullend, een ventilatiesysteem in combinatie met een goed luchtfilter verminderde het infectierisico met 40 tot 50% in vergelijking met een klaslokaal zonder ventilatie. Dit komt omdat het ventilatiesysteem een ​​constante luchtstroom creëert die veel van de aërosolen in een filter circuleert dat een deel van de aërosolen verwijdert in vergelijking met het scenario zonder ventilatie, waarbij de aërosolen zich boven de mensen in de kamer verzamelen.

Deze resultaten bevestigen recente richtlijnen van de Amerikaanse centra voor ziektebestrijding en -preventie die aanbevelen de sociale afstand op basisscholen te verminderen van 1,80 meter naar 1,80 meter wanneer het gebruik van maskers universeel is, zegt Kinzel.

"Als we infectiekansen vergelijken bij het dragen van maskers, drie voet sociale afstand gaf geen toename van de infectiekans met betrekking tot zes voet, die het bewijs kunnen leveren voor scholen en andere bedrijven om veilig te werken tijdens de rest van de pandemie, ' zegt Kinzel.

"De resultaten suggereren precies wat de CDC doet, dat ventilatiesystemen en maskergebruik het belangrijkst zijn om overdracht te voorkomen en dat social distancing het eerste zou zijn om te ontspannen, ', zegt de onderzoeker.

Bij het vergelijken van de twee modellen, de onderzoekers ontdekten dat Wells-Riley en Computational Fluid Dynamics vergelijkbare resultaten genereerden, vooral in het niet-geventileerde scenario, maar dat Wells-Riley de infectiekans met ongeveer 29 procent onderschatte in het geventileerde scenario.

Als resultaat, ze bevelen aan dat sommige van de extra complexe effecten die zijn vastgelegd in Computational Fluid Dynamics worden toegepast op Wells-Riley om een ​​vollediger begrip te krijgen van het infectierisico in een ruimte, zegt Aaron Foster, een doctoraatsstudent aan de afdeling Mechanische en Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek van UCF en de hoofdauteur van de studie.

"Hoewel de gedetailleerde Computational Fluid Dynamics-resultaten nieuwe inzichten verschaften in de risicovariatie en afstandsrelaties, ze valideerden ook de meer algemeen gebruikte Wells-Riley-modellen omdat ze het grootste deel van het voordeel van ventilatie met redelijke nauwkeurigheid vastleggen, " zegt Foster. "Dit is belangrijk omdat dit openbaar beschikbare hulpmiddelen zijn die iedereen kan gebruiken om risico's te verminderen."