Ciało jak kaloryfer

| Nauki przyrodnicze
Beny Shlevich, CC

W niewielkich pomieszczeniach konwekcja naturalna związana z ciepłem ciała unosi mikroorganizmy, kurz i pyłki do strefy oddechowej człowieka. Bogatsi o tę wiedzę, naukowcy wspominają o projektowaniu systemów przepływu powietrza, które minimalizowałyby kontakt z potencjalnie szkodliwymi cząstkami.

Jedna z tradycyjnych teorii dotyczących konwekcji była taka, że unoszące się nad ciałem gorące powietrze chroni przed opadającymi cząstkami. Ale w małych pomieszczeniach jest dokładnie na odwrót – wyjaśnia John McLaughlin z Clarkson University.

Amerykanie stworzyli symulację komputerową człowieka siedzącego na środku pomieszczenia o powierzchni 4,8 m2, gdy przez kratkę nawiewu powietrza trafiało tam 1000 cząstek o średnicy 10 mikrometrów. Naukowcy tłumaczą, że taka wielkość odpowiada niektórym przenoszącym wirusa grypy kropelkom śliny. Powietrze opuszczało pokój dwiema szczelinami wentylacyjnymi, umieszczonymi w suficie i za człowiekiem.

Kiedy temperatura powierzchni skóry sięgała 25 stopni Celsjusza (jak ubranie osoby w stanie spoczynku), cząstki unosiły się pod sufit zawieszony na wysokości 2,4 m, odbijały się od niego i gromadziły nad głową modela, przytrzymane tu właśnie przez konwekcję. Gdy ciało miało temperaturę otoczenia, bezpośrednio nad delikwentem zbierało się mniej cząstek. Na koniec na rozgrzanym organizmie osiadło 29 cząstek, a na chłodnym tylko jedna. Uzyskano zbliżone rezultaty, kiedy średnicę cząstek zmniejszono pięciokrotnie do 2 mikrometrów. McLaughlin porównuje ciepłe ludzkie ciało do kaloryfera, który oddziałuje na ruch kurzu czy mikrobów w pomieszczeniu.

W przyszłości Amerykanie zamierzają wypracować bardziej realistyczny model sytuacji. Nie da się bowiem ukryć, że wydychane ciepłe powietrze na pewno zmieni ruch rozmaitych cząstek.

konwekcja naturalna strefa oddechowa cząstki mikroorganizmy kurz pyłki ciepło ciała pomieszczenie John McLaughlin