Американські вчені запропонували оптимальне розташування музикантів оркестру на сцені, щоб мінімізувати ризик інфікування їх коронавірусною інфекцією. Комп'ютерне моделювання вчених показало, що найкращим варіантом є розташування духових інструментів, що виділяють найбільше аерозолю, в задній частині сцені або біля відкритих дверей. Результати роботи опубліковані в журналі Science Advances.
Unsplash
Для чого досліджувати поширення вірусу в оркестрі?
Багатьом людям вкрай не подобаються обмежувальні заходи через COVID-19, які позбавляють їх звичних розваг. Однак це необхідна міра, щоб зменшити темпи поширення інфекції, і в нас є приклад того, від чого можуть вберегти карантин та локдаун. 10 березня 2020 року в Вашингтоні відбулася звичайна репетиція місцевого хору, під час якої протягом більш ніж двох годин 61 учасник готувався до концерту. Але через декілька днів 53 музикантів захворіли на COVID-19. Симптоми трьох із них були такими важкими, що їх госпіталізували, а двоє зрештою загинули. Як показало подальше розслідування, масове інфікування сталося через присутність на репетиції єдиного інфікованого вірусом SARS-CoV-2. Цьому посприяла природа самого вірусу, який передається повітряно-крапельним шляхом. Він може подорожувати на відносно далекі відстані разом із аерозольними частинками, що їх людина видихає, виділяє під час кашлю, чхання, розмови або співу, як у випадку з хором. Для більш ефективної боротьби з епідемією необхідно зрозуміти, за якими закономірностями поширюються вірусні частинки, чим і зайнялися вчені з Університету Юти в Солт-Лейк-Сіті.
Як вивчали поширення хвороби?
Оскільки попередні подібні дослідження стосувалися вивчення рознесення вірусів повітряними потоками при звичайній активності, як-от розмові, то цього разу вчені зосередилися на тому, як розлітаються аерозолі при грі на духових інструментах та співі. Дослідження проводили на прикладі концертних залів Abravanel Hall та Capitol Theatre в Солт-Лейк-Сіті. Науковці проаналізували наявну інформацію про швидкість та об'єм виділення аерозолів під час гри на духових інструментах. Також вони звернули увагу на вентиляційну систему зал. Все це використали для побудови моделі динаміки повітряних потоків, яка симулювала би напрямки руху повітря під час концерту оркестру з різною кількістю музикантів.
Якого результату дійшли вчені?
Згідно з результатами моделювання, важливо, щоб під час концерту двері залишалися відкритими. Так аерозолі можуть найефективніше покидати приміщення. Іншим важливим відкриттям стала необхідність пересадження сидінь музикантів, що дає змогу мінімізувати ризик їх інфікування. Наприклад, музикантів, чиї інструменти виділяють найбільше та найшвидше аерозолі (тромбон, гобой, труба, кларнет тощо), вчені рекомендують посадити в задній частині сцени, поблизу отворів вентиляційних систем. Іншу ж частину духових можна пересунути ближче до відкритих дверей сцени. Попереду й по центру можна залишити музикантів, які у випадку носіння ними маски, створюють найменший ризик заразити когось — гравців на струнних інструментах, ударних та піаністів. Такі дії сприятимуть витоку утворених аерозолів зі сцени, зменшуючи їх концентрацію в зоні дихання музикантів до сто разів.
Концентрація аерозолів на сцені при стандартному розташуванні оркестру (зліва), оптимізованому із закритими дверима (посередині), оптимізованому розташуванню із відкритими дверима (справа). H.A. Hedworth et al. / Science Advances, 2021
Звісно, в інших місцях сцени можуть мати інакший вигляд, ніж у залах, що їх використали в дослідження. Однак автори вважають, що знайшли загальний принцип розсадження: музикантів, що створюють найбільший ризик інфікування, необхідно розмістити ближче до відкритих дверей або вентиляційних отворів. Крім того, допомогти визначити потоки повітря на конкретній сцені може використання димогенератора, за виділеним димом якого можна простежити динаміку повітря.