Когда человек чихает или кашляет, он потенциально может передавать капли, несущие вирусы, такие как SARS-CoV-2, окружающим. Общение с инфицированным человеком также связано с повышенным риском заражения? Как речевые капельки или «аэрозоли» перемещаются в воздушном пространстве между взаимодействующими людьми?
Чтобы ответить на эти вопросы, исследовательская группа провела компьютерное моделирование для анализа движения речевых аэрозолей. В команду входят исследователи из Департамента аэрокосмической техники Индийского института науки (IISc), а также сотрудники Северного института теоретической физики (NORDITA) в Стокгольме и Международного центра теоретических наук (ICTS) в Бангалоре. Их исследование было опубликовано в журнале Flow .
Команда визуализировала сценарии, в которых два человека без масок стоят на расстоянии двух, четырех или шести футов друг от друга и разговаривают друг с другом в течение примерно минуты, а затем оценили скорость и степень распространения речевых аэрозолей от одного к другому. Их моделирование показало, что риск заражения был выше, когда один человек действовал как пассивный слушатель и не участвовал в двустороннем разговоре. Такие факторы, как разница в росте между говорящими людьми и количество аэрозолей, выделяемых изо рта, также, по-видимому, играют важную роль в передаче вируса.
«Говорение — это сложная деятельность… и когда люди говорят, они на самом деле не осознают, может ли это быть средством передачи вируса», — говорит Сурабх Диван, доцент кафедры аэрокосмической техники и один из соответствующих авторов.
В первые дни пандемии COVID-19 эксперты считали, что вирус в основном распространяется симптоматически через кашель или чихание. Вскоре стало ясно, что бессимптомная передача также приводит к распространению COVID-19. Однако, по словам Дивана, очень немногие исследования рассматривали перенос аэрозолей через речь как возможный способ бессимптомной передачи.
Чтобы проанализировать речевые потоки, он и его команда модифицировали компьютерный код , который они изначально разработали для изучения движения и поведения кучевых облаков — пухлых, похожих на вату облаков, которые обычно видны в солнечный день. Код (названный Megha-5 ) был написан С. Равичандраном из NORDITA, другим соответствующим автором статьи, и недавно использовался для изучения взаимодействия потока частиц в группе Рамы Говиндараджана в ICTS. Анализ, проведенный командой по потокам речи, включал возможность проникновения вируса через глаза и рот при определении риска заражения — в большинстве предыдущих исследований в качестве точки проникновения рассматривался только нос.
«Вычислительная часть была интенсивной, и для выполнения этих симуляций требовалось много времени», — объясняет Рохит Сингхал, первый автор и доктор философии. студентка факультета аэрокосмической техники. Диван добавляет, что трудно численно смоделировать поток речевых аэрозолей из-за сильно флуктуирующего («турбулентного») характера потока; такие факторы, как скорость потока во рту и продолжительность речи, также играют роль в формировании ее эволюции.
В симуляциях, когда говорящие были либо одного роста, либо совершенно разного роста (один высокий, другой низкий), риск заражения оказался намного ниже, чем при умеренной разнице в росте — вариация выглядела как кривая колокола. Основываясь на своих результатах, команда предполагает, что простое отворачивание их голов друг от друга примерно на девять градусов при сохранении зрительного контакта может значительно снизить риск для говорящих.
В дальнейшем команда планирует сосредоточиться на моделировании различий в громкости голосов говорящих и наличии поблизости источников вентиляции, чтобы увидеть, какое влияние они могут оказать на передачу вируса. Они также планируют участвовать в обсуждениях с политиками общественного здравоохранения и эпидемиологами для разработки подходящих рекомендаций. «Любые меры предосторожности, которые мы можем принять, пока мы возвращаемся к нормальной жизни в нашем повседневном общении с другими людьми, во многом помогут свести к минимуму распространение инфекции», — говорит Диван.
