Μελέτη για τον κορωνοϊό: Tα σταγονίδια σάλιου μπορούν να «ταξιδέψουν» πάνω από πέντε μέτρα

Σε μελέτη που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Physics of Fluids, ο καθηγητής του Πανεπιστημίου της Λευκωσίας, Δημήτρης Δρικάκης και ο συνεργάτης του Ταλιμπ Ντμπουκ, υποστηρίζουν ότι ακόμα και ένα ελαφρό αεράκι μπορεί να βοηθήσει τα μικροσταγονίδια σάλιου να «ταξιδέψουν» 5,4 μέτρα σε μόλις πέντε δευτερόλεπτα.

Η παρατήρηση αυτή αναμένεται να συμβάλλει στην καλύτερη κατανόηση της μετάδοσης ιών, όπως ο SARS-CoV-2, μέσω του αέρα όταν κάποιος βήχει ή φτερνίζεται.

«Τα σταγονίδια που εκτοξεύονται όταν μιλάμε, βήχουμε ή φτερνιζόμαστε, δημιουργούν ένα σύννεφο θα λέγαμε με απλά λόγια, το οποίο μπορεί να επηρεάσει ενήλικες και παιδιά ανεξαρτήτως ύψους», εξηγεί ο κ. Δρικάκης και υποστηρίζει ότι οι ενήλικες με χαμηλό ανάστημα και τα παιδιά ενδεχομένως να διατρέχουν υψηλότερο κίνδυνο αν βρεθούν στη διαδρομή των σταγονιδίων.

Το σάλιο είναι ένα σύνθετο υγρό και ταξιδεύει αιωρούμενο στο περιβάλλον όταν απελευθερώνεται δια του βήχα ή του φτερνίσματος.

Πολλοί παράγοντες επηρεάζουν τον τρόπο με τον οποίο ταξιδεύουν τα σταγονίδια του σάλιου, συμπεριλαμβανομένου του μεγέθους και του αριθμού των σταγονιδίων, του τρόπου με τον οποίο αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και με τον αέρα καθώς διασκορπίζονται και εξατμίζονται, επίσης από τον τρόπο που μεταφέρεται η θερμότητα και η μάζα και η υγρασία και η θερμοκρασία του αέρα.

Το πείραμα
Ο καθηγητής Ιατρικής στο Πανεπιστήμιο της Λευκωσίας και ο συνεργάτης του δημιούργησαν μια υπολογιστική προσομοίωση δυναμικής υγρού που εξετάζει την κατάσταση κάθε σταγονιδίου σάλιου που κινείται μέσω του αέρα από ένα άτομο που βήχει. Η προσομοίωσή τους εξέτασε τα αποτελέσματα της υγρασίας, της δύναμης διασποράς, των αλληλεπιδράσεων των μορίων του σάλιου και του αέρα, και πώς τα σταγονίδια αλλάζουν από υγρό σε ατμό και εξατμίζονται.

Ο υπολογιστικός τομέας στην προσομοίωση ήταν ένα πλέγμα που αντιπροσώπευε τον χώρο μπροστά από ένα άτομο που βήχει. Η ανάλυση περιελάμβανε τμηματικές διαφορικές εξισώσεις σε 1.008 σταγονίδια σάλιου και επίλυση περίπου 3,7 εκατομμυρίων εξισώσεων συνολικά.

«Κάθε κελί του πλέγματος διέθετε πληροφορίες σχετικά με μεταβλητές όπως η πίεση, η ταχύτητα ρευστού, η θερμοκρασία, η μάζα των σταγονιδίων, η θέση των σταγονιδίων κ.λπ.», εξηγεί ο κ. Ταλιμπ Ντμπουκ, λέγοντας ότι «ο σκοπός της μαθηματικής μοντελοποίησης και προσομοίωσης ήταν να ληφθούν υπόψη όλοι οι πραγματικοί μηχανισμοί σύζευξης ή αλληλεπίδρασης που μπορεί να πραγματοποιηθούν μεταξύ της κύριας ροής ρευστού και των σταγονιδίων του σάλιου, και μεταξύ των ίδιων των σταγονιδίων του σάλιου».

Από την επεξεργασία των δεδομένων διαπίστωσαν λοιπόν ότι ακόμα και ένα ελαφρό αεράκι, ταχύτητας 4 χιλιομέτρων/ώρα, μπορεί να βοηθήσει τα μικροσταγονίδια σάλιου να «ταξιδέψουν» 5,4 μέτρα σε μόλις 5 δευτερόλεπτα.

«Αυτή η εργασία είναι ζωτικής σημασίας, διότι αφορά τις οδηγίες για την απόσταση ασφάλειας που μπορούμε να κρατάμε προκειμένου να προστατευθούμε και να προστατεύσουμε τους άλλους γύρω μας, ενώ προάγει την κατανόηση της εξάπλωσης και της μετάδοσης των αερομεταφερόμενων ασθενειών και βοηθά στη διαμόρφωση προληπτικών μέτρων βάσει επιστημονικών αποτελεσμάτων», σημειώνει ο κ. Δρικάκης.