С помощью компьютерных моделей исследователи воспроизвели чихание разных людей, чтобы определить связь между конкретными физиологическими особенностями человека и тем, насколько далеко распространяются частицы его чихания и как долго сохраняются в воздухе. Как пишет издание «Машины и Механизмы», оказалось, что такие характеристики, как заложенный нос и полный набор зубов, могут повысить вероятность того, что человек станет супер-распространителем.   

По данным Центра по контролю и предотвращению распространения заболеваний США, основной путь заражения такими вирусами, как SARS-CoV-2, – воздушно-капельный, то есть через частицы, выделяемые при чихании и кашле инфицированных людей. Лучшее понимание этого процесса позволит сдерживать распространение заболевания.  

«В своем исследовании мы показали, что в человеческом теле есть сложная система воздуховодов, которые связаны с носовым дыханием и которые действительно могут прерывать струю изо рта и предотвращать распространение частиц на дальние расстояния», – говорит Майкл Кинзель, доцент кафедры медицинской инженерии Университета Центральной Флориды.   

Например, оказалось, что при незаложенном носе скорость и расстояние, на которое распространяются частицы, уменьшаются. Происходит этого из-за того, что свободный нос служит дополнительным ко рту «выходом» при чихании. Когда же нос заложен, область «выхода» для частиц ограничена ртом, поэтому при чихании частицы «вылетают» с большей скоростью. То же характерно и для зубов: полный их комплект ограничивает площадь «выхода» частиц и придает им ускорение.  

Чтобы выяснить это, исследователи создали 3D модели и численное моделирование 4 типов ртов и носов: полный комплект зубов и чистый нос; отсутствие зубов и чистый нос; отсутствие зубов и заложенный нос; полный комплект зубов и заложенный нос. Симуляция чихания в разных условиях позволила установить, что расстояние, преодолеваемое частицами при заложенном носе и полном наборе зубов, примерно на 60% превышает то же расстояние при других условиях. Получается, что сморкаясь в носовой платок, человек уменьшает расстояние, которое могут преодолеть его микробы.

Также исследователи выяснили, что разжиженная слюна состоит из более мелких частиц, которые при чихании создают спрей и остаются в воздухе дольше, чем частицы густой слюны: последние опускались на землю уже через 3 секунды после чихания, в то время как частицы разжиженной слюны все еще оставались в воздухе, создавая угрозу заражения.