كشفت محاكاة حاسوبية جديدة مدى فعالية أقنعة الوجه في وقف انتشار "كوفيد-19".
واستخدم الباحثون المحاكاة لإثبات المدى الذي يمكن أن تنتقل فيه قطرات اللعاب من خلال التنفس الطبيعي، مع ودون أقنعة الوجه.
وتشير النتائج إلى أن القطرات يمكن أن تنتقل حتى 7.2 قدما (2.2 مترا) عبر الهواء من دون قناع للوجه - ولكن فقط 2.4 قدم (0.72 متر) عند ارتداء القناع.
ويأمل الفريق أن النتائج ستشجع الناس على الحفاظ على التباعد الاجتماعي، حيث تبدأ القيود في التخفيف في جميع أنحاء العالم.
وبينما ركزت الأبحاث السابقة على انتشار القطرات المحمولة بالهواء عند السعال أو العطس، كان باحثون من جامعة ستوني بروك وهارفارد وETH زيورخ وجامعة هانيانغ، مهتمين بمعرفة كيفية انتشار القطرات أثناء التنفس الطبيعي.
واستخدم الفريق الدولي محاكاة حاسوبية للأنفاس العادية، والتي تنتج تدفقات دورية من قطرات اللعاب، بسرعة حوالي عُشر السعال أو العطس.
وكشفت عمليات المحاكاة أن التنفس الطبيعي يمكن أن يحمل قطرات اللعاب 7.2 قدم (2.2 متر) عبر الهواء في 90 ثانية فقط.
ومع ذلك، عند ارتداء قناع الوجه، أظهرت عمليات المحاكاة أن هذه القطرات تحركت 2.4 قدم (0.7 متر) فقط في هذا الوقت.
وقالت آلي خسرونجاد، معدة الدراسة: "تظهر نتائجنا أن التنفس الطبيعي بدون قناع الوجه يولد نفاثات زائدة دورية وحلقات دوامة دائرية رائدة، تنتشر للأمام وتتفاعل مع هياكل التدفق الدوامي التي أُنتجت في دورات التنفس السابقة".
وأوضح الفريق أنه أثناء التنفس غير المقنع، يمكن لحقل الدوامة المعقدة أن ينقل القطرات لمسافات طويلة.
ومع ذلك، فإن قناع الوجه يبدد الطاقة الحركية للتيار الذي ينتجه الزفير، ما يعطل الدوامات ويحد من حركة قطرات اللعاب.
ونظر الفريق أيضا في تأثير تبخر قطرات اللعاب.
وعندما لم يتم ارتداء أي قناع، وجدوا أن قطرات اللعاب في مقدمة عمود التنفس، تبخرت جزئيا، ووصلت إلى حجم عُشر ميكرون فقط.
وبشكل مقلق، في الهواء الداخلي الراكد، ستظل قطرات بهذا الحجم في الهواء لأيام، وفقا للفريق.
وفي المقابل، تبين أن أقنعة الوجه تعيد توجيه الزفير جزئيا إلى أسفل، ما يقلل من خطر بقاء القطرات العالقة في الهواء.
وأضافت خسرونجاد: "لتبسيط عملية التنفس، لم نأخذ في الاعتبار تدفق خليط الهواء واللعاب عبر الأنف، ونحسب فقط التدفق عبر الفم. في الدراسات المستقبلية، سنستكشف تأثير التنفس الطبيعي عن طريق الأنف والفم".