De Wereldgezondheidsorganisatie en de Centers for Disease Control raden aan om een ​​bepaalde afstand tussen mensen te bewaren om de verspreiding van COVID-19 te voorkomen. Deze aanbevelingen voor sociale afstand zijn geschat op basis van verschillende onderzoeken, maar verder onderzoek naar het precieze mechanisme van virustransport van de ene persoon naar de andere is nog steeds nodig.

In Fysica van vloeistoffen , onderzoekers van de Stony Brook University, Harvard, ETH Zürich, en Hanyang University demonstreren dat een normale ademhaling binnenshuis zonder masker speekseldruppels kan transporteren die virusdeeltjes kunnen vervoeren tot een afstand van 2,2 meter, of 7,2 voet, in een kwestie van 90 seconden.

Het gebruik van een gezichtsmasker vermindert de afstand die deze druppeltjes afleggen aanzienlijk. Na bijna twee minuten, de speekseldruppels die door een masker werden beperkt, hadden slechts 0,72 meter afgelegd, onder 2,4 voet en ruim onder de afstand van 1,8 meter, of 6 voet, voorgesteld door het CDA.

Het onderzoek maakte gebruik van computersimulaties met een realistischer model voor de betreffende situatie dan die gebruikt in eerdere onderzoeken. Eerder werk beschouwd als aerosoltransport na hoesten of niezen, terwijl deze studie specifiek keek naar de normale menselijke ademhaling. Een normale ademhaling produceert periodieke straalstromen die speekseldruppels bevatten, maar de snelheid waarmee de straal reist is minder dan een tiende van die van hoesten of niezen.

De onderzoekers ontdekten dat zelfs een normale ademhaling een complex veld van draaikolken produceert die speekseldruppels weg kunnen bewegen van de mond van de persoon. De rol van deze wervels is niet eerder begrepen.

"Onze resultaten laten zien dat een normale ademhaling zonder gezichtsmasker periodieke slepende stralen en leidende cirkelvormige wervelringen genereert die zich naar voren voortplanten en interageren met de vorticale stroomstructuren die in eerdere ademhalingscycli zijn geproduceerd, ", zei auteur Ali Khosronejad.

Dit complexe vorticiteitsveld kan aerosoldruppels over lange afstanden transporteren. Een gezichtsmasker verdrijft de kinetische energie van de jet die wordt geproduceerd door een uitgeademde adem, het verstoren van de draaikolken en het beperken van de beweging van met virus beladen druppeltjes.

De onderzoekers keken naar het effect van verdamping van de speekseldruppels. In het geval van geen masker, ze ontdekten dat de speekseldruppels aan de voorkant van de uitgeademde lucht gedeeltelijk waren verdampt, het bereiken van een grootte van slechts een tiende van een micron. In stilstaande binnenlucht, druppels van deze grootte zouden dagenlang niet op de grond neerslaan.

Het gebruik van een masker leidt de uitgeademde adem gedeeltelijk naar beneden en beperkt de voorwaartse beweging van de pluim aanzienlijk, dus het risico dat zwevende druppels in de lucht achterblijven, wordt aanzienlijk verminderd.

"Om het ademhalingsproces te vereenvoudigen, we hebben geen rekening gehouden met de stroom lucht-speekselmengsel door de neus en hebben alleen rekening gehouden met de stroom door de mond, " zei Khosronejad. "In toekomstige studies, we zullen het effect van normale ademhaling via zowel de neus als de mond onderzoeken."