تغطية شاملة

الفيزياء وراء انتشار السعال والعطس - حان الوقت للتخلي عن النماذج التي عفا عليها الزمن

منذ اللحظة الأولى التي سمعنا فيها عن فيروس كورونا، عرفنا كيف نقرأ "قاعدة المترين" عن ظهر قلب. على الرغم من أن آلية العدوى يتم فك تشفيرها بسرعة كبيرة, لم يكن لدينا نموذج دقيق يوضح انتشار الشظايا في مكان مفتوح أو مغلق. إن منظمة الصحة العالمية والعديد من دول العالم تعتمد على نموذج عفا عليه الزمن من الثلاثينيات ولا يتوافق مع الواقع. وفي دراسة نشرت مؤخرا في المجلة المرموقة لعلماء الفيزياء، كشف باحثون من أوروبا كيف تنتشر سحابة السعال في مكان مغلق في ظل ظروف واقعية وكانت النتائج مفاجئة.

لقطة بطيئة الحركة للعطس. سي سي 2.0
لقطة بطيئة الحركة للعطس. سي سي 2.0
جيمس جاثاني، بريان جود، USCDCP

تعتبر قطرات اللعاب المنبعثة من السعال أو العطس السبب الرئيسي للإصابة بفيروس كورونا. على الرغم من أننا نعلم جميعًا مدى أهمية فهم الآليات الكامنة وراء انتشار القطيرات في الأماكن المغلقة والمفتوحة، إلا أننا لم نتمكن بعد من وصف نموذج واقعي يوضح بدقة معدل بقائها في الهواء وتأثيرها. البيئة عليهم. وفي السنوات الأخيرة، زاد عدد الدراسات بشكل ملحوظ، خاصة مع بداية الوباء، لكن صعوبة بناء تجربة مضبوطة وجمع البيانات لا تزال تمثل تحديًا. حتى الان، نموذج ويلز الذي تم تطويره في الثلاثينيات يعتبر النموذج الكلاسيكي والمقبول. النموذج بسيط نسبيًا، فعندما نعطس أو نسعل، نبعث قطرات بأحجام مختلفة. ولتبسيط الصورة المعقدة، يفترض النموذج أن القطرات تخرج من تجويف الجسم دون تفاعل بينها. وفقا لويلز، فإن أصغرها لا ينبغي أن يقلقنا على الإطلاق، وسوف تتبخر بسرعة كبيرة. في المقابل، ستتحرك الصواريخ الأكبر حجمًا بشكل باليستي وتسقط بسرعة نسبية على الأرض، بينما تتحرك الأجسام الأثقل مسافة تصل إلى متر واحد. واستنادا إلى هذا النموذج القديم، تم وضع قانون 2 متر.

في الشكل: صورة من محاكاة الباحثين لحركة الجزيئات في الهواء. في الشكل العلوي، كلما كان اللون أكثر احمرارًا، كلما كان الهواء أكثر رطوبة. في الشكل السفلي، يتم وصف مسارات الجسيمات كدالة لحجمها. يبلغ متوسط ​​الحجم الأزرق عشرة ميكرون، والأخضر مائة ميكرون، والأحمر ألف ميكرون. ويمكن ملاحظة أن الجسيمات التي يبلغ حجمها مائة وألف ميكرون تتحرك في حركة باليستية بينما تتحرك عشرة ميكرونات في حركة دورانية، على عكس ادعاء منظمة الصحة. الائتمان - من الدراسة في الرابط السفلي.

ولسوء الحظ، لا توجد بيانات تجريبية لدعم النموذج، إذا كان العكس هو الصحيح. وفي الأشهر الأخيرة، تراكمت الأدلة التي تزعم أن الحفاظ على مسافة مترين لا يساعد حقاً، خاصة إذا تم العطس أو السعال في مكان مغلق. في العام الماضي، قامت الباحثة ليديا بورويفا من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في نيويورك وشركاؤها يظهر في التجارب أنه في الأماكن المغلقة لا تنطبق قاعدة 2 متر وثانية واحدة. يمكن لسحابة السعال البقاء على قيد الحياة لمدة تصل إلى 10 دقائق على مسافة تصل إلى 8 أمتار. وأوضح الباحثون الفرق الكبير بفضل سحابة الرطوبة التي يتم رميها في الهواء وتمنع القطرات من الجفاف بسهولة. البروفيسور إيمانويل فيليرموكس من فرنسا وأوضح من قبل أن التناقض يأتي من افتراض أن قانون جذر الزمن صالح أيضًا في القطرات غير المعزولة. ينص قانون الجذر على أن القطرات المعزولة من بيئة سحابة العطس سوف يتناقص قطرها بمعدل يحدده جذر الزمن.

ومن المثير للدهشة، أنه على الرغم من الزيادة الكبيرة في حجم الأبحاث، فإن تأثير البيئة مثل الرطوبة أو درجة الحرارة على بقاء القطيرات يظل لغزا ولا يزال موضوعا للنقاش. وبعيدًا عن الصعوبة التجريبية، فإن أولئك الذين يتعاملون مع النماذج الحاسوبية يزعمون أن محاكاة آلاف الجسيمات ومعالجة البيانات واختيار ظروف البدء الواقعية تمثل تحديًا كبيرًا للغاية. ولأول مرة، في مقال نشر في المجلة المرموقة Physical Review Letters، تمكن باحثون من أوروبا من إنشاء نموذج محكم ونوعي لحركة القطرات في الهواء تحت ظروف رطوبة مختلفة. وفي النموذج، أثبت الباحثون بقاء القطرات على قيد الحياة عند درجة حرارة 34 درجة مئوية ورطوبة مئة في المئة، في مساحة عند درجة حرارة 20 درجة ورطوبة تتراوح بين 50-90 في المئة. ووفقا للباحثين، فإن هذه الظروف تشبه الغرف المغلقة في أجزاء كثيرة من العالم.

رسم بياني يوضح عدد المرات التي يمكن أن تبقى فيها القطرة في النموذج الحالي مقارنة بنموذج ويلز، اعتمادًا على رطوبة الفضاء. الائتمان - من المقالة المشار إليها في أسفل المقالة.

وكانت النتائج مفاجئة، ولكن في البداية على الأقل. عند متوسط ​​رطوبة يبلغ 50 بالمائة، تسقط الجسيمات الأكبر من مائة ميكرون وفقًا لنموذج ويلز، على مسافة تتراوح بين 10 و70 سنتيمترًا من نقطة الافتتاح. وهي أقل ضررًا وتتوافق مع إرشادات منظمة الصحة العالمية. ومع ذلك، فإن القطرات التي يبلغ حجمها عشرة ميكرونات تتصرف بطريقة مختلفة تمامًا. يظل مسارها أفقيًا تمامًا ويتم إبعادها عن نقطة الانبعاث بمساعدة حركة الدوامة. تميل القطرات المتوسطة إلى البقاء في بيئة سحابة السعال الرطبة، مما يؤدي إلى زيادة فترة حياتها بشكل ملحوظ. وفي غرفة تبلغ نسبة الرطوبة فيها 50%، يمكن للقطرات البقاء على قيد الحياة لمدة أطول بـ 60 مرة من الوقت الذي تنبأ به نموذج ويلز، بينما عند نسبة 90% من الرطوبة، يمكن للقطرات البقاء على قيد الحياة لفترة أطول بمقدار 100 إلى 200 مرة من النموذج القديم. في المقابل، أظهر الباحثون أن قانون الجذر يتسارع فعليًا بالنسبة للجزيئات الكبيرة. تميل هذه الجسيمات إلى الانفصال عن السحابة، وبمساعدة الحمل الحراري للهواء، يتحرك بخار الماء الذي يتبخر من القطرة بعيدًا عن السطح ويزيد من معدل التبخر.

الدراسة الحالية تتناقض مع الحجة من منظمة الصحة العالمية والتي تفترض أن الجسيمات الأكبر من 5 ميكرون تتحرك باليستية وتبين لأول مرة أن بقائها أعلى بكثير بفضل سحابة الجسيمات التي تحيط بها في بيئة رطبة. ويهدف الباحثون إلى مواصلة اختبار النموذج في ظروف بيئية مختلفة، ولكن لأول مرة يمكن القول بوضوح أن نموذج ويلز التبسيطي الذي يعتمد عليه الجميع لا يصف الواقع على الإطلاق ويجب أن نكون أكثر حذراً في الأماكن المغلقة .

للحصول على المقالة الأصلية والمراجع الإضافية – انقر כאן

تعليقات 5

  1. أنت لا تتعب من الكذب.
    ادخل وتحقق من التحقيقات في عدة أقسام حول الأنفلونزا الإسبانية.
    إن موضوع العدوى الذي نعرفه اليوم برمته هو في الغالب كذبة.
    تعلم وابحث وكن حكيماً.

  2. اقرأ النقطة التالية بعناية
    نضع أقنعة على الوجه وتسبب ارتفاع الرطوبة
    بالقرب من الفم والأنف ثم الذهاب للتسوق في السوبر ماركت وداخل القناع مع سحابة الرطوبة، تدخل فيروسات كورونا بسهولة في قطرات من عشرة معكرونات ثم... تصاب بالعدوى بسهولة أكبر
    فلماذا لا يتحدث أحد عن حقيقة أن التقويم الذي أرتديه لا يفعل ذلك فحسب، بل قد يكون ضارًا أيضًا

  3. العطس أو السعال لا علاقة له بالواقع. عادة ما يتم تغطيتها بالكوع أو راحة اليد. ما يهمني البحث فيه هو حركة القطرات أثناء الكلام أو المحادثة. وهذا هو الوضع السائد والأقل خوفا. وتشير التقديرات إلى أن الحفاظ على مسافة 2 متر أمر مناسب لهؤلاء الأشخاص.

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.