La dynamique des fluides montre pourquoi vous devriez porter des masques à l’extérieur pour éviter l’exposition au coronavirus

Les vents soufflant dans la même direction que la toux peuvent augmenter la transmission du virus.

Alors que le coronavirus de type delta hautement contagieux continue de se propager aux États-Unis, les directives des Centers for Disease Control and Prevention recommandent même de porter des masques à l’intérieur pour éviter l’exposition et la transmission.

Cependant, ce que les gens de l’extérieur devraient faire n’est pas clair.

dans un physique des fluides Par AIP Publishing, des chercheurs de l’Indian Institute of Technology de Bombay ont découvert que lorsqu’une personne tousse à l’extérieur, des vents soufflant dans la même direction peuvent propager le virus plus rapidement sur de plus longues distances que dans des conditions calmes.

« L’étude est importante car elle indique un risque accru d’infection qui peut être causé par la toux dans la même direction que le vent », a déclaré le co-auteur Amit Agrawal. « Sur la base des résultats, nous recommandons de porter des masques à l’extérieur, surtout par temps venteux. »

Grand modèle de simulation Eddy représentant l’évolution d’un jet de toux. Crédit : Institut indien de technologie, Bombay

D’autres directives, telles que tousser dans le coude ou tourner le visage en toussant, doivent être suivies pour réduire la transmission lors de la socialisation à l’extérieur.

La plupart des études modélisent le flux d’une toux à l’aide d’une simple bouffée d’air ou d’une bobine d’impulsion. Mais une vraie toux est plus complexe, montrant un écoulement turbulent avec des structures de vortex proéminentes tourbillonnant comme de petits vortex.

Pour explorer ces tourbillons, les chercheurs ont utilisé une simulation de grand vortex, un modèle numérique en dynamique des fluides numérique qui simule la turbulence. Ils ont conçu leurs jets contre la toux dans des conditions venteuses et calmes qui représentent un environnement intérieur typique.

Cette simulation montre une légère brise d’environ 5 miles par heure étendant une distance sociale effective d’environ 20%, de 3 à 6 pieds à 3,6 à 7,2 pieds, selon la force de la toux. À 9-11 mph, la propagation du virus augmente en distance et en durée.

Les chercheurs ont découvert que les tourbillons permettent aux plus grosses gouttelettes de persister dans l’air plus longtemps que prévu, augmentant le temps nécessaire pour diluer adéquatement la charge virale dans l’air frais. Au fur et à mesure que le jet toux évolue et se propage, il réagit au vent dans la même direction et les plus grosses gouttelettes affectées se retrouvent piégées dans les tourbillons de l’avion plutôt que de tomber relativement rapidement au sol par gravité.

« L’augmentation du temps de séjour de certaines des plus grosses gouttelettes augmentera la charge virale transmise par le jet de toux et, à son tour, les risques d’infection », a déclaré Agrawal. « Dans l’ensemble, l’étude met en évidence un risque accru d’infection même en présence d’une légère brise. »

Référence : « Effet du co-écoulement sur la dynamique des fluides du plan de la toux avec des implications pour la diffusion COVID-19[femininePar Sachidananda Behera, Rajneesh Bhardwaj et Amit Agrawal, 12 octobre 2021, physique des fluides.
DOI : 10.1063/5.0064104