Najważniejsze
- •Im większa różnica między temperaturą wydychanego powietrza a otoczenia, tym dłużej i dalej może przemieszczać się chmura aerozoli.
- •W badaniu URV testowano trzy temperatury otoczenia: 27°C, 17°C i 7°C, przy stałej temperaturze wydechu 37°C.
- •Nos ma znaczenie dla rozpraszania cząstek — częściowy przepływ przez drogi nosowe zmniejszał zasięg poziomy i zwiększał rozproszenie w pionie.
- •Wyniki mogą pomóc w projektowaniu lepszej wentylacji i procedur bezpieczeństwa w szkołach, szpitalach, laboratoriach i transporcie publicznym.
- •Badanie wzmacnia wiedzę o tym, jak warunki środowiskowe wpływają na transmisję chorób układu oddechowego, zwłaszcza w zamkniętych pomieszczeniach.
Naukowcy z Universitat Rovira i Virgili wykazali 4 czerwca 2026 r. w IREC, że im większa różnica temperatur między wydechem a otoczeniem, tym większy zasięg chmury aerozoli.
Zespół naukowców z Universitat Rovira i Virgili podał, że różnica temperatur między wydychanym powietrzem a otoczeniem może zwiększać zasięg i koncentrację chmur cząstek odpowiedzialnych za przenoszenie chorób układu oddechowego. Badanie przeprowadzono 4 czerwca 2026 roku w Instytucie Badań Energetycznych Katalonii, a jego wyniki opublikowano w czasopiśmie „Physics of Fluids”.
Badacze przeanalizowali zachowanie aerozoli w warunkach 27°C, 17°C i 7°C, przy stałej temperaturze wydechu wynoszącej 37°C. W sumie wykonali 180 eksperymentów, a każdy wariant powtórzyli 10 razy, aby zwiększyć wiarygodność danych. Zespół korzystał z symulatora kaszlu i kichania, który odtwarzał różne intensywności wydechu oraz dwie konfiguracje nosa: z drogami nosowymi otwartymi i zamkniętymi.
Najważniejszy wniosek badania dotyczy wpływu temperatury na zachowanie chmury cząstek. Nicolás Catalán, badacz z wydziału inżynierii mechanicznej URV i współautor pracy, powiedział, że im większa była różnica między temperaturą wydychanego powietrza a temperaturą otoczenia, tym bardziej spójna pozostawała chmura i tym dalej się przemieszczała. W chłodniejszym środowisku ciepłe wydychane powietrze tworzyło różnice gęstości, które wpływały na strukturę i tor ruchu aerozoli.
Autorzy podkreślili też rolę budowy układu oddechowego. Gdy przepływ częściowo przechodził przez nos, zasięg poziomy malał, a rozpraszanie w pionie rosło. Gdy wydech następował wyłącznie przez usta, chmura przesuwała się bardziej poziomo. Do rejestracji zjawiska badacze użyli kamer wysokiej prędkości i oświetlenia laserowego, co pozwoliło im dokładnie śledzić ruch cząstek.
Badanie wpisuje się w szerszy nurt analiz nad dyspersją aerozoli, który przyspieszył w czasie pandemii COVID-19. Wtedy szczególnego znaczenia nabrało pytanie, jak czynniki środowiskowe wpływają na transmisję wirusów w zamkniętych przestrzeniach. Dotychczas wiele prac opierało się na symulacjach numerycznych albo badaniach z udziałem ochotników, co utrudniało pełną kontrolę nad zmiennymi, takimi jak temperatura czy geometria dróg oddechowych.
W ocenie autorów nowe dane mogą pomóc w udoskonalaniu modeli obiegu aerozoli oraz w projektowaniu skuteczniejszych systemów wentylacji i procedur bezpieczeństwa. Szczególne znaczenie mogą mieć dla szkół, szpitali, laboratoriów biologicznych i transportu publicznego, gdzie ryzyko transmisji chorób oddechowych jest wyższe. Kolejne prace mają uwzględniać także wilgotność, wentylację i czas utrzymywania się cząstek w zawieszeniu.
Jak temperatura wpływa na chmurę aerozoli?
Źródło: badanie URV opisane w artykule; eksperymenty przeprowadzono przy 37°C wydechu i 27°C, 17°C oraz 7°C otoczenia.
Słownik pojęć
- aerozol
- Drobne cząstki lub krople zawieszone w powietrzu, które mogą przenosić drobnoustroje.
- dyspersja
- Rozpraszanie się cząstek w przestrzeni, czyli ich rozchodzenie się w powietrzu.
- konwekcja
- Ruch powietrza lub płynu wywołany różnicami temperatur i gęstości.
- floatacja
- Siła unosząca wynikająca z różnicy gęstości między ciepłym a chłodniejszym powietrzem.
- symulator kaszlu i kichania
- Urządzenie laboratoryjne odtwarzające kaszel lub kichanie w kontrolowanych warunkach, aby badać zachowanie aerozoli.
- wentylacja
- Wymiana powietrza w pomieszczeniu, ważna dla ograniczania stężenia zanieczyszczeń i aerozoli.
