Nie wszystkich przekonują wytyczne państw i organizacji ochrony zdrowia, które wskazują, że należy nosić maseczki ochronne, by powstrzymać rozprzestrzenianie się koronawirusa. Niektóre osoby mogą odczuwać trudności w oddychaniu korzystając z maseczki, dlatego wybierają przyłbice ochronne. Ale noszenie samej przyłbicy ochronnej to za mało. Nad sprawą pochylili się naukowcy, którzy na prostej wizualizacji pokazali, jak łatwo aerozole wydostają spod przyłbic.
Naukowcy z Florida Atlantic University's College of Engineering and Computer Science stworzyli doskonałe wizualizacje rozprzestrzeniania się kropelek aerozolu w powietrzu. Okazało się, że stosowanie przyłbic ochronnych, ale też maseczek z zaworami, jest nieskuteczne. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie „Physics of Fluids”.
Symulacje
Naukowcom udało się zwizualizować rozprzestrzenianie się aerozolu w warunkach laboratoryjnych, dzięki wykorzystaniu syntetycznej mgły stworzonej z wody i gliceryny oraz strumieni światła laserowego. Na twarz manekina, który symulował kaszel i kichanie, założono przyłbicę ochronną oraz maskę z zaworem wydechowym.
Jak się okazało przyłbice początkowo hamują ruch strumienia do przodu, jednak krople aerozolu stosunkowo łatwo rozprzestrzeniają się wokół i to na dużym obszarze. Wizualizacje maski z zaworem oddechowym pokazały, że duża część aerozolu swobodnie przechodzi przez maskę, co zmniejsza jej skuteczność, jako środka ochronnego przeciwko dalszym zakażeniom.
– Podczas naszych badań zaobserwowaliśmy, że przyłbice hamują rozprzestrzenianie się aerozolu tylko na początku, potem kropelki są w stanie poruszać się wokół przyłbicy bez żadnych przeszkód – mówi dr Manhar Dhanak, który był współautorem badań razem z dr Siddharthą Vermą oraz Johnem Frankenfeldem. – Z czasem krople mogą rozproszyć się na dużym obszarze w każdym kierunku. Wraz z odległością maleje oczywiście koncentracja aerozolu – dodaje naukowiec.
Przyłbice i maski z zaworem nieskuteczne
Aby zademonstrować jaki wpływ na rozprzestrzenianie się mikroskopijnych kropli mają przyłbice oraz maski z zaworem naukowcy wykorzystali laser w różnych płaszczyznach. Jak się okazało zarówno przyłbice jak i maseczki z zaworami, choć początkowo blokują ruch kropel do przodu, to jednak potem aerozol rozprasza się we wszystkich kierunkach, w zależności od lekkich zakłóceń powietrza występujących w otoczeniu.
Maska twarzowa klasy N95 z zaworem wydechowym użyta w tym badaniu skutecznie blokowała wydostawanie się kropel aerozolu „do góry”. Jednak duża ilość kropel przechodziła przez zawór niefiltrowana i niezakłócona.
– Coraz większa liczba osób zastępuje maseczki przyłbicami lub maskami z zaworami oddechowymi – mówi Verma. – Dzieje się tak ze względu na większy komfort ich użytkowania. Jednak przyłbice są otwarte wzdłuż dna i boków, a maski z portami wydechowymi zawierają zawór jednokierunkowy, który ogranicza przepływ powietrza podczas wdechu, ale pozwala na swobodny odpływ powietrza. Wdychane powietrze jest filtrowane przez maskę, ale wydychany oddech przechodzi przez zawór w stanie niefiltrowanym – dodaje badaczka.
Wyniki eksperymentu sugerują, że przyłbice i maski z zaworami oddechowymi nie są tak skuteczne w powstrzymywaniu rozprzestrzeniania się aerozoli, jak zwykłe maseczki. Zdaniem badaczy komfort użytkowania przyłbic, możemy przypłacić spowolnionym tempem walki z pandemią.
Źródło i fot.: Florida Atlantic University
