Ученые вычислили, как расположить музыкантов в концертном зале, чтобы выдыхаемый ими аэрозоль. Новое исследование опубликовано в Science Advances.
1
минута
Ученые из Университета Юты начали свое исследование летом 2020 года. Тогда музыканты хотели знать, как и когда они снова смогут исполнять музыку с минимальным риском заражения коронавирусом. До этого на музыкальных репетициях уже случались случаи массового заражения: COVID-19 заболели 53 из 61 членов хора Скагит Кантри.
Ученые создали компьютерные модели концертного зала, учитывая не только план помещения, но и каждый поток воздуха и периодичность работы кондиционеров. На схеме они отметили наиболее типичные места, которые занимают различные музыканты. В случае с оркестром Юты это было стандартное расположение – со струнными инструментами спереди, далее несколько рядов духовых, задний ряд занимала ударная секция и тромбоны.
Для моделирования распространения инфекции в концертном зале авторы воспользовались данными, которые ранее получили ученые из Миннесотского университета. Они оценили, какая концентрация аэрозоля, который потенциально может содержать вирусы, создается при игре на разных духовых инструментах. Оказалось, что наибольший риск в этом контексте представляют тромбоны и трубы.
Применив метод компьютерной симуляции динамики жидкостей, ученые узнали, как воздух и аэрозоли могут циркулировать в концертном зале, в котором играет оркестр Юты. Воздух в помещении передвигался от подающих его устройств на потолке вниз, а затем возвращался в забирающие трубы за сценой. В это время формировались два крупных завихрения воздуха – перед сценой и за ней. Ученые сравнили их с торнадо. Они способствовали задержке аэрозоля на месте.
Оказалось, что потоки аэрозоля от духовых инструментов, в первую очередь – труб, проходят через зону дыхания исполнителей на ударных. Ученые решили пересадить музыкантов. Они понимали, что эта задача не из легких, потому что расположение оркестрантов связано как с традициями, так и с акустикой. Однако музыканты согласились пойти на любые изменения.
Ученые предложили пересадить трубачей на задний ряд, в непосредственной близости от вытяжки. Других «духовиков» сместили из центра к бокам – ближе к дверям сцены и вытяжке. Двери при этом должны были оставаться открытыми. Музыкантам, игра которых не связана с образованием аэрозоля, поместили ближе к центру посередине.
Эти перестановки, надеются ученые, позволили бы аэрозолю выходить из концертного зала, минуя зоны дыхания музыкантов, и не попадут в водовороты воздуха. Согласно компьютерной модели, количество аэрозоля в воздухе после этого должно было сократиться в сотни раз. Хотя направление воздушных потоков на разных концертах может отличаться, общие принципы вентиляции должны сохраниться.
