מחקר חדש בדק כיצד מתפשט רסס טיפתי בתחבורה ציבורית. בימי אומיקרון אלה, למי שמתנייד בתחבורה ציבורית התובנות של המחקר עשויות להציל חיים
כבר יותר משנתיים שמגפת הקורונה נמצאת אתנו ואיתה גם מונחים שנשמעו תחילה מוזרים, אבל היום כל אחד מאתנו יכול לדקלם אותם מתוך שינה: סגר, בידוד, ריחוק חברתי, אקספוננציאלי, מקדם הדבקה, אנטיגן ועוד. אחד המונחים החדשים שהצטרפו למילון הכללי הוא צמד המלים "רסס טיפתי". מחקר חדש בחן את המסלול שהרסס המוכר לנו היטב עושה באוויר במקום פוטנציאלי להדבקה – התחבורה הציבורית.
לתחבורה ציבורית יש יתרונות רבים: מחירה הנמוך ביחס לתחבורה פרטית, הפחתת גודש בכבישים ולעיתים גם קיצור זמן הנסיעה. ברמה הסביבתית תחבורה ציבורית מזהמת פחות מכמות גדולה של מכוניות פרטיות וגם כמות פליטת גזי החממה לאטמוספרה היא נמוכה בהתאם, בעיקר כשמדובר על הנעה חשמלית. ברמה האישית, נסיעה בתחבורה ציבורית תאפשר לכם לעבוד או לקרוא ספר במקום לנהוג. אבל כשזה נוגע להימנעות מחשיפה למחלת הקורונה, מערכת התחבורה הציבורית בישראל היא לא הדרך הטובה ביותר להימנע מנגיפים. חללים סגורים, צפיפות של אנשים ואי-שמירה על ההנחיות מאפיינים כולם את התחבורה הציבורית, וכל אלו רק עוזרים לנגיף הקורונה להתפשט.
בהתאם, זה לא מפתיע שמחקר ישראלי שסקר 850 משתתפים מצא ש-70 אחוז מהישראלים שנשאלו חששו להידבק בקורונה במהלך הנסיעה בתחבורה ציבורית, 50 אחוזים מהנשאלים חששו מהדבקה בזמן ההמתנה. משתתפי המחקר העידו גם שתדירות השימוש שלהם בתחבורה ציבורית פחת- מה שהיה נכון בעיקר לבעלי ההכנסה הגבוה שיכלו להרשות לעצמם את המעבר לתחבורה פרטית. הנתונים מראים כי בחודש מרץ 2020 עוד בטרם צמצום פעילות המשק ירד היקף משתמשי התחבורה הציבורית בכמעט 44 אחוז ביחס לאותו חודש בשנה הקודמת.
האם יש סיבה אמיתית לדאגה? כנראה שזה תלוי באיזה מושב אתם יושבים באוטובוס או ברכבת.
איך הרסס מתפשט באוויר?
חללים סגורים וצפיפות מעלים את הסיכוי להדביק ולהידבק, מכיוון שבבסיס המנגנון להדבקה בקורונה עומד גורם עיקרי אחד – רסס טיפתי. לטיפות הרוק הקטנטנות שאנחנו פולטים ממערכת הנשימה, ושלעתים נושאות גם מחלות, יש היסטוריה ארוכה. כבר ב-1897, קרל פלוגה, בקטריולוג גרמני, הראה שפתוגנים (מחוללי מחלות) נפלטים בעת דיבור ושיעול על גבי הרסס. ב-1934 הדגים ויליאם ולס, מדען אמריקאי שחקר את מחלת השחפת, שהטיפות של הרסס מגיעות בגדלים שונים, שנעים בין 5 ל-10 מיקרומטר ושחלקיקי הרסס הגדולים אינם שוהים באוויר הרבה זמן ושוקעים לקרקע, בעוד שהחלקיקים הקטנים מתאדים ונישאים באוויר.
במאה השנים האחרונות המחקר של מנגנון ההדבקה דרך האוויר הפך לתחום מחקר שלם בשם אירוביולוגיה, שבו משתפים פעולה ביולוגים, רופאים, פיזיקאים ומהנדסים כדי להבין איזה מחלות מתפשטות באוויר, באיזה דרך, וכיצד ניתן למנוע אותן. בשנתיים האחרונות המחקר בתחום הואץ מן הסתם בניסיון למנוע מהר ככל הניתן את התפשטות מגפת הקורונה. חוקרים מכל העולם פירסמו מחקרים מגוונים שבדקו איך הרסס הטיפתי מתפשט בחלל האוויר בכל מיני סיטואציות שונות בחיים. כך, למשל, מחקר אוסטרלי יצירתי במיוחד מסוף 2020 בדק כיצד מתפשט הרסס הטיפתי ומה הסיכון להידבק בקורונה בשירה במקהלה. הממצאים הראו שככל ששרים חזק יותר את הצלילים "דו" ו-"פה" נפלט יותר רסס טיפתי ובהתאם הסיכון להדבקה עולה.
לחות, טמפרטורה ואוורור"בתקופת הקורונה שיתוף הפעולה בין החוקרים מהרקעים השונים הוא בעיקר התנדבותי ונוצר מכורח הנסיבות. אני מקווה שיוקם גוף מקצועי רב-תחומי שתפקידו לחזות מגפות ושיעמוד באופן מדעי את יעילות ומחיר דרכי ההתמודדות אתן", אומרת על שיתוף הפעולה המדעי הזה פרופ' רונית קלדרון, מנהלת בית הספר לבריאות הציבור באוניברסיטה העברית.
המחקר החדש, שבראשו עמדו צוות של פיזיקאים ומהנדסים מזרוע המחקר של חברת IBM, התפרסם בכתב העת Physics of Fluids בחודש שעבר. החוקרים בדקו איך בדיוק נראה המסלול של הרסס הטיפתי מרגע שהוא יוצא מהפה בתוך חלל של תחבורה ציבורית כמו אוטובוס או רכבת ועד כמה המסלול הזה מגיע קרוב לנוסעים אחרים ומסכן אותם.
האתגר שלהם היה שתנועת האוויר באוטובוס או בקרון רכבת מורכבת מכמה גורמים פיזיקליים שמשפיעים אחד על האחר ולכן מאוד קשה לבדוק את המסלול של הרסס הטיפתי בתנאי שטח.
בין הגורמים הפיזיקליים שהיה על החוקרים לקחת בחשבון היא הלחות באוויר, שמשפיעה עד כמה חלקיקי הרסס הטיפתי יתאדו, הפרשי הלחות בין חלל הפה של הנוסע (שנמצא כמעט תמיד ב-99 אחוז לחות) לחלל האוויר (שמשתנה בין אוטובוס לרכבת למטוס ועומד בממוצע על 30 אחוז), שמשפיעים על כמה רסס ייצא בכלל. בנוסף, הטמפרטורה בסביבת הנוסע משפיעה על מהירות התנועה של חלקיקי הרסס ועד כמה רחוק הם יתפשטו: ככל שהנוסע יותר קרוב לחלון בדרך כלל האוויר סביבו יותר קר וככל שיותר קר התנועה של הרסס יותר איטית. לבסוף, כמעט בכל מערכת תחבורה ציבורית מודרנית יש מערכת אוורור והחוקרים בדקו השפעה של שתי מערכות, כאלו שמוציאות אוויר מלמעלה (ודוחפות את הרסס כלפי מטה) וכאלו שמוציאות אוויר מהצדדים (ושדוחפות את הרסס כלפי מעלה).
כדי לנסות לצפות בין שלל הגורמים האלו מה יהיה המסלול של הרסס, בנו החוקרים מודל ממוחשב שחישב איך כל גורם בנפרד ישפיע ואיך כולם ביחד ישפיעו על הרסס. את המודל אפשר להקביל למשחק מחשב שמדמה קרון של רכבת שמורכב משורות שורות של שישה מושבים עם נוסעים ישובים בהם. החוקרים גרמו לנוסעים הממוחשבים שלהם לדבר באופן רגיל, ואחרי שהם דיברו "עקבו" החוקרים אחרי המסלול של כל חלקיק ובדקו כמה קרוב הוא מגיע לאזור הפנים של נוסע אחר. המסלול של כל חלקיק נקבע כאמור על פי כל הגורמים הפיזיקליים – הלחות, הטמפרטורה ומערכת המיזוג.
חשוב מאוד להדגיש שהמודל של החוקרים לא לקח בחשבון את הגורם מספר אחד שמונע הידבקות והדבקה בקורונה – שימוש במסכה תקנית.
לתפוס את המקום ליד החלון
התוצאות הראו גם איפה כדאי לאדם לשבת כדי לא להידבק וגם איפה כדאי לא לשבת כדי לא להדביק. כך, למשל, מי שחשוב לו מאוד לא להידבק ירצה לשבת קרוב ככל הניתן לחלון, זאת משום שמערכת האוורור הממוקמת בסמוך לחלון מזרימה את הרסס של מי שיושב ליד החלון למעלה והצידה, בעוד שמערכת האוורור העליונה מזרימה את הרסס ישר לפניו של מי שיושב בכיסא האמצעי ובמעבר.
המעקב אחרי מסלולי הרסס הראה גם איפה אפשר לשבת כדי לא להדביק: ככל שיושבים ליד המעבר המסלול של הרסס של הנוסע יירד מטה כלפי הרצפה ולא לעבר גובה האף והפה של הנוסעים האחרים (זאת בהנחה שהאיוורור שנבדק במחקר דומה לאיוורור הקיים בתחבורה הציבורית בישראל).
"צריך לזכור שזן האומיקרון מדבק הרבה יותר – לבינתיים עד כמה שידוע זה בגלל האפיניות (מידת החוזק שבה מולקולה אחת נקשרת למולקולה אחרת) היותר גבוהה של האומיקרון לקולטנים בדרכי הנשימה", מוסיפה פרופ' קלדרון. במילים אחרות, האומיקרון בנוי ככה שהוא "נדבק" יותר חזק למערכת הנשימה שלנו.
"אפשר להשתמש בעוד דרכים כדי למנוע הדבקה במרחב הציבורי", מדגישה קלדרון. "כך, לדוגמה, אפשר להגביר את תדירות התחבורה הציבורית על ידי הוספה של קווים והפחתת הגודש. בתחבורה הקיימת צריך לפתוח את מערכת האוורור על ידי הכנסת אוויר מבחוץ. לצד זאת, אפשר גם לבצע יותר אכיפה של עטיית מסיכות בתחבורה, או לחלופין לספק מסכות למי שאין מסכה".
