Windsurfende virusdeeltjes kunnen 1,5 meter overbruggen

Nieuws - 18 februari 2021 - Communication TNW

Kan een zuchtje wind de 1,5-metermaatregel teniet doen? Daar lijkt het wel op, zegt Saša Kenjereš (Chemical Engineering) in een nieuw artikel in Annals of Biomedical Engineering. Hij modelleerde de manier waarop virusdeeltjes tijdens het praten de mond verlaten, en hoever ze kunnen reizen bij zowel stilstaande als bewegende lucht. Daarbij zag hij dat virusdeeltjes op een lichte rugwind kunnen meesurfen, en zodoende veel verder komen dan in een omgeving waarin de lucht volledig stilstaat. In een ruimte met stilstaande lucht lijkt 1,5 meter een veilige afstand te zijn. Maar een nauwelijks waarneembaar briesje zorgt er al voor dat virusdeeltjes zo'n afstand relatief gemakkelijk kunnen overbruggen.     

Bij het praten produceren mensen een luchtstraal, vergelijkbaar met een waterstraal in het zwembad, waarop virusdeeltjes kunnen meeliften. Dichtbij de bron – in dit geval: de mond - is zo’n straal heel geconcentreerd en duidelijk gedefinieerd. Maar hoe verder je van de bron komt, hoe meer de straal zijn vorm en kracht verliest, tot er niets meer van over is.

Stilstaande lucht

Saša Kenjereš modelleerde de ‘praatstraal’ als een straal met constante snelheid van 1 meter per seconde en een duur van 10 seconden, uitgestoten door een ellipsvormige opening. Daarnaast simuleerde hij zowel een ruimte waarin de lucht stilstaat als een ruimte waarin de spreker een lichte wind in de rug heeft. Dit is het resultaat voor een ruimte met stilstaande lucht:

Kenjereš: “Zoals je in deze animatie kunt zien, heeft de 1,5 meter afstand effect. Na ongeveer een meter wordt de luchtstraal instabiel en turbulent.”

Wind mee

In de praktijk is het heel onwaarschijnlijk dat de lucht in een ruimte stilstaat, en daarom onderzocht Kenjereš ook wat er met de luchtstraal gebeurt wanneer iemand ‘met de wind mee’ spreekt. Met een nauwelijks merkbaar briesje van 0,2 meter per seconde in de rug, is dit het resultaat:

Virussen kunnen op deze manier dus een veel grotere afstand overbruggen. Een oplossing voor dit probleem zou kunnen zijn om meer afstand van elkaar te houden. Maar hoe verder mensen van elkaar af staan, hoe luider ze gaan praten, schrijft Saša Kenjereš in zijn artikel. Dit leidt tot een toename van zowel de uitgeademde als de ingeademde lucht, wat de virusoverdracht bevordert.

Vruchtbare bodem

Het is volgens Kenjereš ook belangrijk om onderscheid te maken tussen ontmoetingen buiten en binnen. Hoewel uitgeademde, met virus besmette lucht buiten waarschijnlijk snel door de omgevingslucht wordt verdund, kunnen ontmoetingen binnen een vruchtbare bodem voor virusoverdracht (en dus nieuwe besmettingen) zijn.

Dat concludeerden ook Delftse onderzoekers Philomena Bluyssen (Bouwkunde), die in haar onderzoek aantoonde dat aerosolen zich gemakkelijker door de ruimte verspreiden en daar lang blijven hangen als er niet op de juiste manier wordt geventileerd, een inzicht dat lange tijd niet werd overgenomen door OMT en RIVM. En aerodynamica-hoogleraar Fulvio Scarano (L&R), stromingsleer-deskundige Lorenzo Botto (3mE) en simulatie-expert Wouter van den Bos (3mE), die software ontwikkelden om het besmettingsrisico voor ruimtes zoals klaslokalen en vliegtuigen vast te stellen

Deze onderzoeken laten elk op hun eigen manier zien dat de huidige aanbevolen afstand tot elkaar alleen in heel specifieke omstandigheden voldoende is om Covid-19-besmetting te voorkomen. En dat aanpassing van de omstandigheden, bijvoorbeeld meer afstand houden, niet per definitie resulteert in minder besmettingen.

Full. Prof. Dr. S. Kenjereš, Dipl.-Ing.