Turbulentie en ademvocht voeren virusdruppels vele meters ver

De complexe turbulente stroom van vochtige warme lucht uit de keel die virusdruppels meevoert, kan maken dat ze een veel groter bereik hebben dan anderhalve meter, aldus Universiteit Twente.

Trefwoorden: #airconditioner, #anderhalve meter, #bereik, #corona, #Detlef Lohse, #druppels, #fietser, #lucht, #MIT, #mondkapje, #pandemie, #slijm, #stroming, #turbulentie, #uitademen, #UTwente, #verdampen, #virus, #wind, #zog

Lees verder

research

( Foto: UTwente )

ENGINEERINGNET.BE - We noemen het al de ‘anderhalve meter samenleving’ en raken eraan gewend om afstand te houden. Maar waar komt deze afstandsnorm vandaan, en wat weten we eigenlijk over de druppels in onze adem of bij een niesbui, als potentiële transporteurs van het coronavirus?

De complexe turbulente stroom van vochtige warme lucht uit de keel die deze druppels meevoert, kan maken dat ze een veel groter bereik hebben dan anderhalve meter. Zeker als ze gedragen worden door de wind of de luchtstroom van een airconditioner, stelt vloeistoffysicus prof. Detlef Lohse van de Universiteit Twente.

De berekening van die anderhalve meter afstand is, aldus Lohse, ooit gebaseerd op de publicatie ‘Air-borne infection’ die de overdracht van tuberculose beschrijft via druppels in de lucht.

De schrijvers maakten destijds onderscheid tussen kleine en grote druppels, en gingen er vanuit dat druppels zich onafhankelijk van elkaar gedragen. Kleine druppels, zo stellen zij, verdampen zo snel dat ze geen effect hebben en grotere druppels beschrijven een soort kogelbaan waaruit de afstand is af te leiden.

Inmiddels weten we dat het allemaal niet zo eenvoudig is, aldus Lohse. Alleen al het onderscheid tussen groot en klein, destijds gemaakt, is vrij willekeurig. Daarbij komt dat ook de kleinste druppels veel langer overleven: in de warme en vochtige turbulente stroming die we uitstoten, verdampen ze helemaal niet zo snel.

Turbulentie maakt het complex: aan de ene kant heeft de stroming, die warmer en vochtiger, en daarmee lichter is dan de omgevingslucht, de neiging om op te stijgen. Aan de andere kant trekken de aanwezige druppels de stroming naar beneden.

Die twee mechanismen kunnen elkaar compenseren, maar kleine druppels kunnen ook minutenlang in de lucht blijven zodat een niesbui een reikwijdte kan krijgen van wel acht meter, zo blijkt uit onderzoek van Lydia Bourouiba van het Massachusetts Institute of Technology.

De omstandigheden spelen een grote rol. Als we buiten lopen, kan de wind of het zog van een fietser, de druppels verder voeren. Als we binnen zijn kan een airconditioner of ventilatiesysteem de druppels over verschillende ruimten verspreiden.

Voeg daaraan toe dat slijm een complexe vloeistof is die zich ‘niet-Newtons’ gedraagt, en het vaststellen van adequate maatregelen wordt er niet eenvoudiger op. Standaard nog veel grotere afstand bewaren is niet reëel. Ook van een mondkapje kunnen we niet alles verwachten, zeker niet als dat niet van de hoge standaard is als in de zorg.

Lohse: “De corona-pandemie laat zien dat we nog te weinig weten over de vloeistoffysica van niezen, hoesten, spreken en uitademen. Het is wel urgent om die vragen te beantwoorden. Op zo’n moment is basisonderzoek opeens geen niche meer, maar een belangrijke sleutel.”


Video: