Världshälsoorganisationen och Centers for Disease Control rekommenderar att man håller ett visst avstånd mellan människor för att förhindra spridning av COVID-19. Dessa rekommendationer om social distansering uppskattas från en mängd olika studier, men ytterligare forskning om den exakta mekanismen för virustransport från en person till en annan behövs fortfarande.

I Vätskans fysik , forskare från Stony Brook University, Harvard, ETH Zürich, och Hanyang University visar normal andning inomhus utan mask kan transportera salivdroppar som kan bära viruspartiklar till ett avstånd av 2,2 meter, eller 7,2 fot, på 90 sekunder.

Användningen av en ansiktsmask minskar avståndet avsevärt till dessa droppar. Efter nästan två minuter, salivdropparna begränsade av en mask hade rest endast 0,72 meter, under 2,4 fot och långt under avståndet på 1,8 meter, eller 6 fot, föreslagits av CDC.

Studien använde datasimuleringar med en mer realistisk modell för situationen av intresse än de som använts i tidigare studier. Tidigare arbete betraktade aerosoltransport efter hosta eller nysningar, medan denna studie specifikt tittade på normal mänsklig andning. Ett normalt andetag ger periodiska jetflöden som innehåller salivdroppar, men hastigheten vid vilken strålen färdas är mindre än en tiondel av en hosta eller nysning.

Utredarna fann att även normal andning ger ett komplext virvelfält som kan flytta salivdroppar från personens mun. Dessa virvlar har inte tidigare förståtts.

"Våra resultat visar att normal andning utan ansiktsmask genererar periodiska släpstrålar och ledande cirkulära virvelringar som sprider sig framåt och interagerar med de virvelflödestrukturer som producerats i tidigare andningscykler, "sa författaren Ali Khosronejad.

Detta komplexa virvelfält kan transportera aerosoldroppar över långa avstånd. En ansiktsmask släpper ut kinetisk energi från strålen som produceras av ett utandat andetag, störa virvlarna och begränsa rörelsen av virusfyllda droppar.

Utredarna övervägde effekten av avdunstning av salivdropparna. Om det inte finns någon mask, de fann att salivdropparna nära framsidan av den utandade andedräkten hade delvis avdunstat, når en storlek på bara en tiondel av en mikron. I stillastående inomhusluft, droppar av denna storlek skulle inte sätta sig till marken i dagar.

Användningen av en mask omdirigerar delvis det utandade andetaget nedåt och begränsar avsevärt rörelsen framåt, så minskar risken för att hängande droppar kvar i luften väsentligt.

"För att förenkla andningsprocessen, vi beaktade inte flödet av luft-salivblandning genom näsan och svarade enbart för flödet genom munnen, "Sa Khosronejad." I framtida studier, Vi kommer att utforska effekten av normal andning via både näsan och munnen. "