ماندگاری قطرات حاوی کرونا در هوای مرطوب ۲۳ برابر بیشتر است

به گزارش روزنامه دیلی میل، SARS-CoV-۲ که حدود ۷۸۴ هزار و ۳۵۳ نفر را در جهان به کام مرگ کشانده است، در قطرات میکروسکوپی ساطع شده در جریان فعالیت های طبیعی تنفسی مانند نفس کشیدن و صحبت کردن حمل می شود.

اکنون یک مطالعه جدید که توسط محققان آمریکایی انجام شده است، نشان می دهد که قطرات در محیطی با رطوبت بالا - غلظت بالای بخار آب موجود در هوا - می توانند مسافتی تا ۱۶ فوت (۴.۸۷ متر) را طی کنند.

این محققان ادعا می کنند که رطوبت بالا می تواند مدت ماندگاری قطراتی را که اندازه متوسطی دارند، در ​​هوا تا ۲۳ برابر افزایش دهد. اما هوای خشک با رطوبت کم، می تواند تبخیر طبیعی قطرات را تسریع کرده و مسافتی را که آنها می تواند طی کنند، محدود کند.

محققان دانشگاه «میسوری» در آمریکا در مقاله تحقیقاتی خود نوشتند: حمل و نقل و سرنوشت قطرات بازدم انسان نقش اساسی در انتقال بیماری های عفونی دستگاه تنفسی دارد. قطرات نسبت به شرایط محیطی از جمله دما، رطوبت و جریان های محیط حساس هستند.

این محققان می گویند، به رغم تحقیقات گسترده در مورد SARS-CoV-۲، اطلاعات اندکی در مورد چگونگی انتقال ویروس از طریق هوا مشخص شده است.

بنابراین آنها با استفاده از شبیه سازی ها و مدل های ریاضی به مطالعه این موضوع پرداختند که چگونه جریان هوا و جریان سیال بر قطرات بازدم تأثیر می گذارد. 

آنها از یک مدل شبیه سازی استفاده کردند که خصوصیات آیرودینامیکی و ترمودینامیکی ذرات منفرد را محاسبه می کند؛ ذراتی که دارای چگالی، اندازه، دما و رطوبت هستند.

قطرات حاصل از بازدم در تنفس طبیعی انسان در اندازه های مختلفی، از حدود یک دهم میکرومتر تا هزار میکرومتر هستند. برای مقایسه، یک موی انسان قطری حدود ۷۰ میکرومتر دارد، در حالی که قطر یک ذره معمولی ویروس کرونا کمتر از یک دهم میکرومتر است. متداول ترین قطرات بازدم قطری حدود ۵۰ تا ۱۰۰ میکرومتر دارند. قطرات خارج شده از یک فرد عفونی حاوی ذرات ویروس و همچنین سایر مواد مانند آب، لیپیدها، پروتئین ها و نمک است.

محققان در این تحقیق نه تنها حمل قطرات از طریق هوا بلکه تعامل آنها را با محیط اطراف به ویژه از طریق تبخیر بررسی کردند.

شبیه سازی ها نشان می دهند که در شرایط هوایی با رطوبت نسبی ۱۰۰ درصد، قطرات بزرگتر که قطر ۱۰۰ میکرومتری دارند تقریباً در فاصله شش فوتی (۱.۸۲ متر) از منبع بازدم بر زمین می افتند. اما قطرات کوچکتر که قطری ۵۰ میکرونی دارند، در هوای مرطوب می توانند مسافت طولانی تری را به اندازه ۱۶.۴ فوت (پنج متر) طی کنند. هوای کمتر مرطوب که غلظت بخار آب در آن کمتر است، می تواند سرعت این گسترش را کاهش دهد.

این مطالعه نشان داد که در رطوبت نسبی ۵۰ درصدی، هیچکدام از قطرات ۵۰ میکرومتری، مسافتی بیش از ۱۱.۴ پا (۳.۵ متر) را طی نکردند. 

این محققان همچنین  یک نمودار رنگی ایجاد کردند تا نشان دهند چگونه رطوبت و درجه حرارت نسبی بر زمان سپری کردن یک قطره ۱۰۰ میکرومتری در هوا تاثیر می گذارد.

این نمودار نشان داد، هنگامی که رطوبت نسبی به طور مداوم صفر است، با افزایش درجه حرارت، قطرات زمان کم و کمتری را در هوا سپری کرده و سپس بر زمین می افتند. اما در شرایطی که رطوبت نسبی حدود ۵۰ درصد است، با افزایش دما قطرات مدت زمان بیشتر و بیشتری را تا ۱۲ ثانیه در هوا سپری می کنند.

مشروح این مطالعه در مجله Physics of Fluids منتشر شده است.