Модель очереди: ученые сделали вывод о неэффективности социальной дистанции для защиты от инфекций

Хотя прошло пять лет с тех пор, как отказ от рукопожатий, соблюдение дистанции в общественных местах и ограничение количества людей в небольших помещениях потеряли свою актуальность, многим до сих пор дискомфортно при нарушении их личного пространства. Опасения заразиться от окружающих по-прежнему сильны, однако недавние исследования показывают, что социальное дистанцирование не является абсолютной гарантией защиты от инфекций. Что же действительно эффективно?

Несмотря на то, что COVID-19 все ещё циркулирует, а врачи периодически выявляют новейшие варианты вируса, прежние профилактические методы оказались не столь действенными. Новое исследование, проведённое учёными из Массачусетского и Кадисского университетов, предложило более эффективный подход.

Вместо того, чтобы полагаться исключительно на лабораторные эксперименты, исследователи применили сложные методы компьютерного моделирования для более глубокого понимания механизмов распространения инфекций. Ими была создана уменьшенная модель очереди, имитирующую кассу магазина, с использованием конвейерной ленты, 3D-печатных фигурок людей и моделей цилиндрической формы в резервуаре с водой. Вода применялась вместо воздуха для точного контроля переменных при сохранении тех же физических законов, что и в воздушных потоках.

Для имитации выдыхаемых частиц исследователи применили флуоресцентный краситель, а высокоскоростными камерами отслеживались движения этих частиц, когда люди стояли и передвигались в очереди.

Эта технология позволила создать модель движения воздушных потоков при различных температурах (от 22 до 35°C) и скоростях ходьбы, характерных для помещений.

Результаты продемонстрировали, что движущиеся друг за другом люди создают сильные потоки воздуха нисходящих направлений, подобные тем, что формируются за крылом самолёта. Эти воздушные потоки отправляют инфекционные частицы вниз, подальше от дыхательных путей окружающих. Однако выдыхаемый нами воздух тёплый и поднимается вверх, создавая восходящий поток, который противодействует нисходящему.

Разница температур между выдыхаемым (около 37 °C) и окружающим воздухом определяет высоту подъема выдыхаемых частиц. При стандартных комнатных температурах эти две силы практически уравновешивают друг друга. В итоге инфекционные частицы не опускаются и не поднимаются, а задерживаются на уровне головы, где их легко может вдохнуть следующий человек.

«Нет четких правил о социальной дистанции, которые гарантируют абсолютную безопасность. Гидродинамика воздуха чрезвычайно сложна, и при разработке рекомендаций для общественного здравоохранения необходимо учитывать пространство и время».

Скорость движения также оказывает влияние на риск заражения. Типичная скорость передвижения в помещении с частыми остановками и стартами (например, в очереди) составляет от 1,8 до 3 км/ч, что значительно ниже обычной скорости ходьбы без препятствий (5,3 км/ч). При такой низкой скорости прерывистое движение создает циркуляцию воздуха, которая может задерживать инфекционные частицы вблизи источника их выделения.

Таким образом, комнатная температура в сочетании с низкой скоростью движения в очереди создает условия, при которых вирусы подолгу остаются на уровне лица, максимально увеличивая вероятность заражения. Авторы исследования предлагают поддерживать температуру в помещении вне зоны комфорта человека: значительно выше 30°C или ниже 22°C, как эффективную стратегию, сообщает Techinsider.

Обратите внимание: Будет в РФ обесценение вкладов? Ответ Главы ЦБ Набиуллиной