Slávna rovnica použitá pri hľadaní mimozemského života inšpirovala vedcov k vývoju nového modelu, ktorý odhaduje šance na prenos COVID-19.
Nový model, v podstate jediná rovnica s niekoľkými multiplikovanými premennými, odhaduje riziko prenosu COVID-19 vzduchom. Vedci sa pri svojej práci riadili jednoduchým, ale historicky významným matematickým vzorcom známym ako Drakeova rovnica, ktorý odhaduje šance na nájdenie inteligentného mimozemského života v našej galaxii.
Podľa autorov je rovnica, ktorú v roku 1961 vytvoril astronóm Frank Drake, založená iba na siedmich premenných a poskytuje „ľahko pochopiteľný rámec“ pre štúdium niečoho tak zdanlivo nepochopiteľného ako je počet mimozemských civilizácií.
Vedci chceli poskytnúť podobný základ na pochopenie rizika prenosu COVID-19.
„Stále existuje veľa nejasností o prenosových trasách COVID-19. Je to čiastočne preto, že neexistuje žiadny spoločný „jazyk“, ktorý by uľahčil pochopenie rizikových faktorov, ktoré s tým súvisia, “hovorí spoluautor štúdie Rajat Mittal, profesor strojárstva na univerzite Johns Hopkins University.
„Čo sa vlastne musí stať, aby sa človek nakazil? Ak si dokážeme tento proces predstaviť jasnejšie a kvantitatívnejšie, môžeme prijímať informované rozhodnutia o tom, aké kroky treba urobiť a čomu sa treba vyhnúť. ““
Nový model, publikovaný 7. októbra v časopise Physics of Fluids, rozkladá prenos COVID-19 na tri fázy: uvoľnenie kvapiek obsahujúcich vírus z infikovanej osoby do vzduchu; disperzia týchto kvapôčok; a vdýchnutie týchto kvapiek zdravým človekom.
Celkovo tento model pozostáva z 10 premenných zapojených do prenosu COVID-19, vrátane dychovej frekvencie infikovaných a zdravých ľudí, počtu vírusových častíc vo vydychovaných kvapôčkach a času, ktorý je človek vystavený.
Nová rovnica hodnotí riziko prenosu COVID-19 vzduchom. Rovnica sa skladá z desiatich premenných. (Marissa Lanterman / Univerzita Johna Hopkinsa).
Autori potom pomocou svojho modelu, ktorý nazývajú Airborne Nerovnostný model, odhadli riziko prenosu v rôznych scenároch, vrátane tých, v ktorých ľudia používajú pleťové masky alebo si precvičujú sociálny dištanc.
V modeli nerovnosti, ak je množstvo inhalovaného vírusu väčšie ako množstvo potrebné na infikovanie, druhá osoba ochorie. Jedna výhrada: V súčasnosti nevieme, koľko častíc je potrebných na vyvolanie infekcie. Výsledkom je, že model nemôže vypočítať absolútne riziko infekcie, ale môže porovnávať iba úroveň rizika rôznych činností.
Pokiaľ ide o pleťové masky, vedci vypočítali, že za rovnakých okolností by scenár, v ktorom infikovaní aj zdraví ľudia nosia masky N95, mohol znížiť riziko prenosu až 400-krát v porovnaní so scenárom, v ktorom obaja ľudia masky vôbec nepoužívajú. Chirurgické masky môžu znížiť prenos až 10-krát a látkové masky až 7-krát, ak majú obidve strany masky.
Model zistil, že v scenári, v ktorom ľudia aktívne cvičia, napríklad v posilňovni, sa riziko prenosu dramaticky zvyšuje.
„Predstavte si dvoch ľudí na bežeckých pásoch v telocvični; obaja dýchajú ťažšie ako zvyčajne. Infikovaná osoba uvoľňuje viac kvapôčok, zatiaľ čo neinfikovaná osoba dýcha viac kvapôčok. V tomto obmedzenom priestore sa riziko prenosu zvyšuje 200-krát, “uviedol Mittal.
Pokiaľ ide o sociálny dištanc, vedci zistili lineárny vzťah medzi vzdialenosťou a rizikom prenosu.
„Ak zdvojnásobíte vzdialenosť, máte tendenciu zdvojnásobiť svoju obranu,“ uviedol Mittal v samostatnom vyhlásení.
Vedci poznamenávajú, že chcú, aby bol ich model jednoduchý a intuitívny, aby bol k dispozícii nielen vedcom, ale aj širokej verejnosti. Uvedomujú si, že ich model vytvára niekoľko predpokladov a obsahuje kľúčové neznáme premenné.
Autori však dúfajú, že ich práca „môže slúžiť ako zdroj informácií pre budúci výskum, ktorý vyplní tieto medzery v našom chápaní COVID-19,“ uviedol Mittal.
Článok uverejnený spoločnosťou Live Science.
Zdroje: Foto: ESA / Hubble a NASA
