Det är väletablerat att SARS-CoV-2-viruset som är ansvarigt för COVID-19-sjukdomen överförs via andningsdroppar som infekterade människor stöter ut när de hostar, nysa eller prata. Följaktligen, mycket forskning syftar till bättre förståelse av dropprörelser och avdunstning för att förstå överföring djupare.

I en tidning i Vätskors fysik , av AIP Publishing, forskare utvecklade en matematisk modell, utgående från första principer, för de tidiga faserna av en covid-19-liknande pandemi med hjälp av luftvägsdroppars aerodynamik och förångningsegenskaper.

Forskarna modellerade pandemidynamiken med en reaktionsmekanism, där varje reaktion har en hastighetskonstant som erhålls genom att beräkna frekvensen av kollisioner mellan det smittsamma droppmoln som kastas ut av en infekterad person och en som kastas ut en frisk person.

"Storleken på droppmolnet, sträckan den färdas, och dropplivslängderna är, därför, alla viktiga faktorer som vi beräknat med hjälp av bevarande av massa, Momentum, energi och arter, " sa Swetaprovo Chaudhuri, en av författarna.

Modellen kan användas för att uppskatta ungefär hur länge droppar kan överleva, hur långt de kan resa, och vilken droppstorlek som överlever hur länge. Fastän, som Chaudhuri tillägger, "Den faktiska situationen kan kompliceras av vind, turbulens, luftåtercirkulation eller många andra effekter."

"Utan vind och beroende på omgivningens tillstånd, vi hittade droppar färdas mellan 8 och 13 fot innan de avdunstar eller flyr, sa Abhishek Saha, en medförfattare.

Detta fynd antyder att social distansering på kanske mer än 6 fot är avgörande.

Vidare, den initiala storleken på de längsta överlevande dropparna är i intervallet 18-50 mikron, vilket betyder att masker verkligen kan hjälpa. Dessa fynd kan hjälpa till att informera om återöppningsåtgärder för skolor och kontor som tittar på student- eller personaltäthet.

"Denna modell gör inte anspråk på att förutsäga den exakta spridningen av covid-19, sa Saptarshi Basu, annan författare. "Men, vårt arbete visar att droppavdunstning eller uttorkningstid är mycket känslig för den omgivande temperaturen och den relativa fuktigheten."

Mer allmänt, denna flerskaliga modell och den fasta teoretiska grunden som förbinder de två skalorna – makroskalig pandemisk dynamik och mikroskalig droppfysik – skulle kunna framstå som ett kraftfullt verktyg för att klargöra miljöns roll vid infektionsspridning genom luftvägsdroppar.