Kichnięcia i kaszlnięcia mają (o wiele) większy zasięg niż sądzono

[KopalniaWiedzy.pl 314]

Szybkie obrazowanie ujawniło, że podczas kichania i kaszlu powstają chmury gazu, które unoszą potencjalnie zaraźliwe krople dalej niż pierwotnie sądzono.

Kiedy kaszlesz lub kichasz, widzisz kropelki (możesz je też poczuć, gdy ktoś kicha na ciebie). Nie dostrzegasz jednak chmury, niewidzialnej fazy gazowej. Jej oddziaływanie polega na rozszerzeniu zasięgu pojedynczych kropel, zwłaszcza małych - wyjaśnia prof. John Bush z MIT-u.

Najnowsze amerykańskie studium ujawniło, że dzięki chmurze drobniejsze krople powstające podczas kichnięcia czy kaszlnięcia mogą się przemieścić 5-200 razy dalej niż w sytuacji, gdyby krople przemieszczały się jako grupa niepowiązanych cząstek.

Naukowcy posłużyli się szybką kamerą, poza tym prowadzili symulacje laboratoryjne i modelowanie matematyczne. Autorzy artykułu z Journal of Fluid Mechanics obalili kilka wcześniejszych poglądów, np. że większe krople śluzu lecą dalej, bo mają większy pęd. Zgadzałoby się to, gdyby krople były ze sobą niepowiązane, tymczasem na trajektorię wpływają interakcje kropli z chmurą gazu. W rzeczywistości kichnięcie lub kaszlnięcie przypomina wyziew z komina.

Jeśli ignorujesz obecność chmury gazu, twoim pierwszym przypuszczeniem będzie, że większe krople polecą dalej niż mniejsze i przemieszczą się co najwyżej na parę metrów. Wyjaśniając dynamikę chmury gazowej, wykazaliśmy jednak, że w jej wnętrzu występuje cyrkulacja. Drobne krople mogą się unosić wokół i być ponownie zawieszane przez wir, dlatego wolniej osiadają. Zasadniczo będą przenoszone z chmurą na większe odległości, podczas gdy większe cząstki zdążą już opaść. Mamy więc do czynienia z odwróceniem zależności między zasięgiem a rozmiarem - tłumaczy Bush.

Akademicy ustalili, że krople o średnicy 100 mikrometrów lecą 5-krotnie, a te o średnicy 10 mikrometrów aż 200-krotnie dalej niż dotąd szacowano. Krople o średnicy mniejszej od 50 mikrometrów często pozostają zawieszono wystarczająco długo, by dostać się do podsufitowych systemów wentylacyjnych.

Zespół nazywa kichnięcia/kaszlnięcia wielofazowymi, turbulentnymi i lotnymi chmurami. Chmura wprowadza do swojego wnętrza powietrze i dalej się z nim miesza oraz rośnie. W miarę jak się rozrasta, zwalnia i zmniejsza się jej zdolność do utrzymywania zawieszonych kropel. Opisywanego zjawiska nie można zatem modelować jako przemieszczających się balistycznie indywidualnych kropel - podkreśla prof. Lydia Bourouiba.

Amerykanie kontynuują swoje badania. Bourouiba skupia się np. na dynamice płynów fragmentacji (procesu tworzenia przenoszących patogeny kropel).

 

 

« powrót do artykułu