هیچ “ایمن ترین نقطه” برای به حداقل رساندن خطر انتقال COVID-19 در قطارها وجود ندارد

محققان نشان داده‌اند که چگونه بیماری‌های معلق در هوا مانند COVID-19 در طول واگن قطار گسترش می‌یابند و دریافتند که هیچ “ایمن‌ترین نقطه” برای مسافران وجود ندارد تا خطر انتقال را به حداقل برساند.

محققان دانشگاه کمبریج و امپریال کالج لندن، یک مدل ریاضی برای کمک به پیش‌بینی خطر انتقال بیماری در واگن قطار ایجاد کردند و دریافتند که در غیاب سیستم‌های تهویه مؤثر، خطر در تمام طول یکسان است. از کالسکه

این مدل که با آزمایش کنترل‌شده در واگن قطار واقعی تأیید شد، همچنین نشان می‌دهد که ماسک‌ها نسبت به فاصله‌گذاری اجتماعی در کاهش انتقال مؤثرتر هستند، به ویژه در قطارهایی که با هوای تازه تهویه نمی‌شوند.

نتایج، در مجله گزارش شده است هوای داخل ساختمان، نشان می دهد که محاسبه خطر مطلق برای افراد چقدر چالش برانگیز است و برای اپراتورهای قطار چقدر مهم است که سیستم های تهویه خود را به منظور کمک به حفظ ایمنی مسافران بهبود بخشند.

از آنجایی که COVID-19 در هوا منتقل می شود، تهویه در کاهش انتقال حیاتی است. و اگرچه محدودیت‌های COVID-19 در بریتانیا برداشته شده است، دولت همچنان بر اهمیت تهویه خوب در کاهش خطر انتقال COVID-19 و همچنین سایر عفونت‌های تنفسی مانند آنفولانزا تاکید می‌کند.

نویسنده اول، ریک د کریج، که این تحقیق را در زمانی که در کمبریج مستقر بود، گفت: «به منظور بهبود سیستم‌های تهویه، درک چگونگی گسترش بیماری‌های هوابرد در سناریوهای خاص بسیار مهم است، اما اکثر مدل‌ها بسیار ابتدایی هستند و نمی‌توانند پیش‌بینی‌های خوبی انجام دهند. گروه ریاضیات کاربردی و فیزیک نظری. «بیشتر مدل‌های ساده فرض می‌کنند که هوا کاملاً مخلوط شده است، اما در زندگی واقعی اینطور نیست.

“عوامل مختلفی وجود دارد که می تواند بر خطر انتقال در قطار تاثیر بگذارد – چه افرادی که در قطار واکسینه شده اند، چه ماسک زده باشند، چقدر شلوغ است و غیره. هر یک از این عوامل می تواند خطر را تغییر دهد. سطح، به همین دلیل است که ما به خطر نسبی نگاه می کنیم، نه خطر مطلق – این جعبه ابزاری است که امیدواریم به مردم ایده ای از انواع خطرات یک بیماری منتقله از هوا در حمل و نقل عمومی بدهد.”

محققان یک مدل ریاضی یک بعدی (1 بعدی) توسعه دادند که نشان می دهد چگونه یک بیماری معلق در هوا، مانند COVID-19، می تواند در طول واگن قطار گسترش یابد. این مدل بر اساس یک واگن قطار با درهای بسته در دو انتها ساخته شده است، اگرچه می توان آن را با انواع مختلف قطارها یا انواع مختلف حمل و نقل مانند هواپیما یا اتوبوس تطبیق داد.

مدل 1D فیزیک ضروری را برای انتقال آلاینده های موجود در هوا در نظر می گیرد، در حالی که هنوز از نظر محاسباتی ارزان است، به ویژه در مقایسه با مدل های سه بعدی.

این مدل با استفاده از اندازه‌گیری آزمایش‌های کنترل‌شده دی‌اکسید کربن انجام‌شده در یک واگن راه‌آهن در مقیاس کامل، که در آن CO2₂ سطوح از شرکت کنندگان در چند نقطه اندازه گیری شد. تکامل CO₂ درجه بالایی از همپوشانی با غلظت های مدل شده را نشان داد.

محققان دریافتند که حرکت هوا در قسمت میانی واگن قطار کندترین است. دی کریج گفت: “اگر یک فرد عفونی در وسط کالسکه باشد، احتمال ابتلای افراد به آن بیشتر از زمانی است که در انتهای کالسکه ایستاده باشد.” با این حال، در یک سناریوی واقعی، مردم نمی‌دانند یک فرد عفونی کجاست، بنابراین خطر عفونت بدون توجه به جایی که در کالسکه هستید ثابت است.

بسیاری از قطارهای مسافربری در بریتانیا به گونه‌ای ساخته شده‌اند که از نظر راحتی مسافران تا حد امکان ارزان باشند – حداکثر تعداد صندلی در هر واگن را دریافت کنند. علاوه بر این، بیشتر قطارهای شهری به جای کشیدن هوای تازه از بیرون، هوا را دوباره به گردش در می‌آورند، زیرا هوای تازه باید گرم یا سرد شود که گران‌تر است.

بنابراین، اگر برای مسافران غیرممکن است که بدانند آیا در واگن قطار مشترک با یک فرد عفونی هستند یا خیر، برای حفظ امنیت خود چه باید بکنند؟

دی کریج گفت: «تا جایی که می‌توانید از فضا فاصله بگیرید – فاصله‌گذاری فیزیکی مؤثرترین روش نیست، اما زمانی کار می‌کند که سطح ظرفیت زیر 50 درصد باشد». و از ماسک باکیفیت استفاده کنید، که نه تنها از شما در برابر کووید-19، بلکه سایر بیماری‌های تنفسی رایج محافظت می‌کند.»

محققان اکنون به دنبال توسعه مدل 1 بعدی خود به یک مدل ناحیه ای کمی پیچیده تر و در عین حال کم مصرف انرژی هستند که در آن جریان مقطعی در مناطق مختلف مشخص می شود. این مدل همچنین می‌تواند شامل طبقه‌بندی حرارتی شود، که درک بهتری از انتشار یک آلاینده هوا ارائه می‌دهد.