Wzór matematyczny pomoże przewidzieć transmisję COVID-19

Równanie Drake'a to wzór próbujący określić, ile cywilizacji technologicznych istnieje w naszej galaktyce. Zaproponował je dr Frank Drake w latach 60. ubiegłego wieku. Głównym celem równania nie było dokładne określenie liczby cywilizacji, a raczej zrozumienie mechanizmów wpływających na szanse powstania takich cywilizacji.

Nowy model to wzór matematyczny, który szacuje ryzyko transmisji COVID-19 w powietrzu. Bazuje on na równaniu Drake'a, ale analizując 10 zmiennych pozwala wyliczyć szanse zarażenia się SARS-CoV-2. Wzór został opracowany przez Rajata Mittala, Charlesa Meneveau i Wen Wu z Uniwersytetu Johna Hopkinsa.

- Nadal jest wiele zamieszania co do szlaków transmisji COVID-19. Jest to częściowo spowodowane tym, że nie ma wspólnego języka, który ułatwia zrozumienie czynników ryzyka. Co naprawdę musi się wydarzyć, aby ktoś się zaraził? Jeżeli uda nam się lepiej zwizualizować ten proces w bardziej przejrzysty sposób, będziemy mogli podejmować lepsze decyzje o tym, jak zahamować pandemię - powiedział prof. Rajat Mittal.

Nowy model, opublikowany 7 października w czasopiśmie "Physics of Fluids", dzieli transmisję COVID-19 na trzy etapy: wydalenie kropel zawierających wirusa z osoby zakażonej w powietrze; rozproszenie tych kropel; oraz wdychanie tych kropel przez osobę podatną. Ogólnie rzecz biorąc, model składa się z 10 zmiennych biorących udział w przenoszeniu COVID-19, łącznie z szybkością oddychania osób zakażonych i wrażliwych, ilością cząsteczek wirusa w wydychanej kropli i czasem, przez jaki osoba wrażliwa jest narażona na kontakt z nim.

Następnie wykorzystano nowy model, nazwany Modelem Nierówności w Przenoszeniu Wirusa Drogą Powietrzną, do oszacowania ryzyka przenoszenia wirusa w różnych scenariuszach, w tym takich, w których ludzie używają masek na twarz i utrzymują dystans społeczny, jak również w przypadku ćwiczeń fizycznych. W nowym modelu, jeśli ilość wdychanego wirusa jest większa niż ilość potrzebna do wywołania zakażenia, druga osoba zachoruje. 

Jest jednak jedno zastrzeżenie: obecnie nie wiemy, ile cząstek jest potrzebnych do wywołania infekcji. W związku z tym model nie może obliczyć bezwzględnego ryzyka infekcji, a jedynie porównać poziom ryzyka w przypadku różnych działań.

Dla przykładu - maseczka materiałowa zmniejsza szanse na zarażenie 5 razy, a maska N95 aż 400 razy. 

Naukowcy przekonują, że ich model miały być prosty i intuicyjny, nie tylko dla innych uczonych, ale i polityków, a także ogółu społeczeństwa.