Penele de aerosoli de la toaletele comerciale se pot ridica la 5 picioare deasupra vasului. John Crimaldi/Rapoarte științifice, CC BY-NC-ND
De fiecare dată când aruncați o clădire de toaletă, aceasta eliberează în aerul din jurul vostru niște picături de apă minuscule. Aceste picături, numite pene de aerosoli, poate răspândi agenți patogeni din deșeurile umane și expune oamenii din toaletele publice la boli contagioase.
Înțelegerea științifică a răspândirii penelor de aerosoli - și conștientizarea publicului cu privire la existența lor - a fost împiedicată de faptul că acestea sunt în mod normal invizibile. Colegii mei Aaron Adevărat, Karl Linden, Mark Hernandez, Lars Larson și Anna Pauls și cu mine am putut folosi lasere de mare putere pentru a ilumina aceste penuri, permițându-ne să imaginăm și să măsurăm locația și mișcarea penelor de aerosoli care se răspândesc de la spălarea toaletelor comerciale cu detalii vii.
Acest videoclip compară vizibilitatea unui penaj de aerosoli după o spălare fără și cu lasere într-un laborator.
Urcând în loc să coboare
Toaletele sunt proiectate pentru a goli eficient conținutul din interiorul vasului printr-o mișcare în jos în conducta de scurgere. În ciclul de spălare, apa intră în contact puternic cu conținutul din interiorul vasului și creează o pulverizare fină de particule suspendate în aer.
Am descoperit că o toaletă comercială tipică generează un jet puternic de aer ascendent cu viteze care depășesc 6.6 picioare pe secundă (2 metri pe secundă), transportând rapid aceste particule până la 5 picioare (1.5 metri) deasupra vasului în decurs de opt secunde de la începutul culoarea.
Pentru a vizualiza aceste pene, am instalat o toaletă comercială tipică fără capac, cu un supapă tip flushmetru găsite în America de Nord în laboratorul nostru. Supapele fluxometru folosesc presiune în loc de gravitație pentru a direcționa apa în vas. Am folosit optice speciale pentru a crea o foaie verticală subțire de lumină laser care a iluminat regiunea de la partea de sus a vasului până la tavan. După spălarea toaletei cu un declanșator electric de la distanță, particulele de aerosoli împrăștie suficientă lumină laser pentru a deveni vizibile, permițându-ne să folosim camere pentru a fotografia pana de particule.
Chiar dacă ne așteptam să vedem aceste particule, am fost totuși surprinși de puterea jetului care ejecta particulele din vas.
A studiu legat a folosit un model de calcul al unei toalete idealizate pentru a prezice formarea de pene de aerosoli, cu un transport ascendent al particulelor la viteze deasupra vasului care se apropie de 3.3 picioare pe secundă (1 metru pe secundă), ceea ce reprezintă aproximativ jumătate din ceea ce am observat cu un real. toaletă.
De ce lasere?
Oamenii de știință au știut de zeci de ani că spălarea toaletelor poate elibera particule de aerosoli în aer. In orice caz, studii experimentale s-au bazat în mare parte pe dispozitive care prelevau probe de aer în locații fixe pentru a determina numărul și dimensiunea particulelor pe care le produc toaletele.
Deși aceste abordări anterioare pot confirma prezența aerosolilor, ele oferă puține informații despre fizica penelor: cum arată, cum se răspândesc și cât de repede se mișcă. Aceste informații sunt esențiale pentru a dezvolta strategii de atenuare a formării de pene de aerosoli și de a reduce capacitatea acestora de a transmite boli.
Acest videoclip îl înfățișează pe Aaron True monitorizând datele imaginilor în direct ale unei stropi de toaletă pe ecranul unui computer.
Ca profesor de inginerie ale căror cercetări se concentrează pe interacțiunile dintre fizica fluidelor și procesele ecologice sau biologice, laboratorul meu este specializată în utilizarea laserelor pentru a determina cât de variate sunt lucrurile transportate de fluxuri complexe de fluide. În multe cazuri, aceste lucruri sunt invizibile până când le iluminăm cu lasere.
Un avantaj al folosirii luminii laser pentru a măsura fluxurile de fluid este că, spre deosebire de o sondă fizică, lumina nu modifică sau perturbă exact ceea ce încercați să măsurați. În plus, folosirea laserelor pentru a face vizibile lucrurile invizibile îi ajută pe oameni, ca creaturi vizuale, înțelegeți mai bine complexitățile din mediul fluid în care trăiesc.
Aerosoli și boli
Particulele de aerosoli care conțin agenți patogeni sunt importante vectori de boli umane. Particulele mai mici care rămân suspendate în aer pentru o perioadă de timp pot expune oamenii la boli respiratorii precum gripa si COVID-19 prin inhalare. Particulele mai mari care se depun rapid pe suprafețe pot răspândi boli intestinale cum ar fi norovirus prin contactul cu mâinile și gura.
Apa vasului de toaletă contaminată cu fecale poate avea concentrații de patogeni care persistă după zeci de bufeuri. Dar tot este o întrebare deschisă în ceea ce privește dacă vaporii de aerosoli de toaletă prezintă un risc de transmitere.
Deși am reușit să descriem vizual și cantitativ cum se mișcă și se dispersează penele de aerosoli, munca noastră nu abordează în mod direct modul în care penele de toaletă transmit bolile, iar acesta rămâne un aspect în curs de desfășurare al cercetării.
Limitarea răspândirii penelor de toaletă
Metodologia noastră experimentală oferă o bază pentru lucrările viitoare de testare a unei game de strategii pentru a minimiza riscul de expunere la boli de la spălarea toaletelor. Aceasta ar putea include evaluarea modificărilor aduse vaporilor de aerosoli care provin de la noile modele de vas de toaletă sau supape de spălare care modifică durata sau intensitatea ciclului de spălare.
Între timp, există modalități de reducere a expunerii umane la toaleta. O strategie evidentă este să închideți capacul înainte de spălare. Cu toate acestea, acest lucru nu elimină complet penele de aerosoli și multe toalete din locuri publice, comerciale și de îngrijire a sănătății nu au capace. Ventilatie sau Dezinfectarea UV sistemele ar putea, de asemenea, atenua expunerea la vapori de aerosoli din baie.
Despre autor
John Crimaldi, profesor de inginerie civilă, de mediu și de arhitectură, Universitatea din Colorado Boulder
Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.
Cărți asemănătoare:
Corpul păstrează scorul: creier, minte și corp în vindecarea traumei
de Bessel van der Kolk
Această carte explorează conexiunile dintre traumă și sănătatea fizică și mentală, oferind perspective și strategii pentru vindecare și recuperare.
Click pentru mai multe informatii sau pentru a comanda
Respirația: Noua știință a unei arte pierdute
de James Nestor
Această carte explorează știința și practica respirației, oferind perspective și tehnici pentru îmbunătățirea sănătății fizice și mentale.
Click pentru mai multe informatii sau pentru a comanda
Paradoxul plantelor: pericolele ascunse din alimentele „sănătoase” care provoacă boli și creșterea în greutate
de Steven R. Gundry
Această carte explorează legăturile dintre dietă, sănătate și boală, oferind perspective și strategii pentru îmbunătățirea sănătății generale și a bunăstării.
Click pentru mai multe informatii sau pentru a comanda
Codul de imunitate: noua paradigmă pentru sănătate reală și anti-îmbătrânire radicală
de Joel Greene
Această carte oferă o nouă perspectivă asupra sănătății și imunității, bazându-se pe principiile epigeneticii și oferind perspective și strategii pentru optimizarea sănătății și a îmbătrânirii.
Click pentru mai multe informatii sau pentru a comanda
Ghidul complet pentru post: vindecă-ți corpul prin post intermitent, în zile alternative și prelungit
de Dr. Jason Fung și Jimmy Moore
Această carte explorează știința și practica postului, oferind perspective și strategii pentru îmbunătățirea sănătății generale și a bunăstării.
