Маска превратилась в неотъемлемый атрибут нашей жизни. Мы обязательно носим ее в общественных местах, как на улице, так и в помещении. Продаются все возможные формы, цвета и размеры масок, начиная от профессиональных хирургических и заканчивая многоразовыми тканевыми. Доказано, что маска — эффективное средство в борьбе с распространением коронавируса. Однако до сих пор обсуждается ее реальная эффективность. У большинства людей возникают вопросы. Насколько маска защищает от коронавируса? Насколько эффективно она защищает рот при чихании, когда мы закрываем лицо руками? Нужно ли прикрывать рот рукой или локтем в случае приступа кашля, если мы в маске?
Чтобы ответить на эти вопросы, специалист Индийской организации космических исследований Падманабха Прасанна Симха (Padmanabha Prasanna Simha) и ученый Института сердечно-сосудистых исследований Шри Джаядевы Прасанна Симха Мохан Рао (Prasanna Simha Mohan Rao) провели эксперимент по визуализации распространения капель кашля при различных сценариях: как без маски, так и в респираторе N95. Результаты эксперимента недавно были опубликованы в журнале Physics of Fluids.
«Хорошо, что некоторые могут сознательно уменьшить масштабы заражения и распространения заболевания в конкретной среде, так не заболеют здоровые люди, которые находятся с ними в одном помещении в загрязненных районах», — отмечает Падманабха Прасанна Симха.
Применение шлирен-метода
Плотность и температура выдыхаемого при кашле воздуха неразрывно связаны, и он теплее, чем окружающая среда. С учетом этой взаимосвязи специалисты применили шлирен-метод — оптический способ, используемый для фиксации изменения плотности жидкости, известный как «эффект Шлирена». Данный метод используется для изучения воздушных потоков, образующихся при сверхзвуковой скорости, в таких областях, как воздухоплавание или баллистика, для фиксации воздушного потока, окружающего движущийся объект.
Так они смогли получить изображение капель кашля пяти добровольцев, которые приняли участие в эксперименте. Отслеживая движение кашля на последовательных изображениях, эксперты оценили скорость и распространение выбрасываемых капель. Специалисты рассмотрели девять различных сценариев: без маски, в одноразовой хирургической маске, в респираторе N95, прикрывая рот одной рукой, двумя руками, сложенным платком, в хирургической маске и прикрывая рот рукой, локтем в футболке и локтем в рубашке.
Эффективность ношения маски
Результаты исследования не стали шоком. Респираторы N95 — наиболее эффективное средство для уменьшения горизонтального распространения капель при кашле. Они значительно снижают начальную скорость и ограничивают распространение капель от 0,1 до 0,25 метра. А вот открытый кашель может распространяться на 3 метра или, согласно данным некоторых исследований, даже на 5 метров. Однако применение обычной одноразовой маски может снизить это расстояние до 0,5 метра.
«Даже если маска не отфильтровывает все частицы, мы все равно сможем предотвратить распространение облаков таких частиц на большие расстояния. Лучше так, чем не носить маску совсем», — утверждает Падманабха Прасанна Симха. «В ситуациях, когда недоступны утвержденные маски, для замедления распространения инфекции лучше носить любую маску, чем вовсе от нее отказаться» — добавляет автор исследования.
Эксперты также рассмотрели, насколько помогает закрыть рот рукой, руками или сложенным носовым платком. В первом случае поток капель просачивается через руку, которой мы прикрываем рот, и через верхние дыхательные пути. Во втором случае поток просачивается через пальцы и расстояние между руками, а также через верхние дыхательные пути. Доказано, что прикрывать рот одной рукой более эффективно, чем двумя. Лучше всего прикрывать рот сложенным носовым платком.
Неожиданные результаты исследования
Несмотря на то, что результаты кажутся очевидными, некоторые все-таки оказались неожиданными. Например, если мы в маске и закрываем рот рукой, это значительно ограничивает распространение капель, особенно в отношении направления. И хотя облако частиц в верхней части лица становится больше, горизонтальное распространение значительно уменьшается.
А вот прикрывать рот локтем — вариант, к которому в начале пандемии рекомендовали прибегать, если нет маски, может оказаться неэффективным. Специалисты пришли к выводу, что такой вариант эффективен только в том случае, если рука покрыта рукавом, так как иначе нос не закрыт должным образом и препятствие потоку воздуха отсутствует. Поэтому капли могут просачиваться через любое свободное место и распространяться во многих направлениях. Именно такой вывод был сделан на основании фотографий по шлирен-методу.
Ученые надеются, что их результаты позволят развеять сомнения, что обычные маски неэффективны, однако подчеркивают, что маски необходимо использовать в сочетании с социальным дистанцированием. «Нельзя отказываться от адекватного социального дистанцирования, так как маски не настолько надежны», — отмечает Падманабха Прасанна Симха.