טכנולוגיית סימולציה מראה מדוע כדאי לשבת הרחק מאחורי נוסע חולה.
בתחילה, הסרטון מציג את החלק הפנימי הווירטואלי של מטוס נוסעים צפוף. ואז לפתע, אחד מהנוסעים שישב באמצע "מתעטש". מאות רב צבעים חלקיקים נזרקים לאוויר, ויוצרים ענן מנומר קשת שמתמשך מעל כולם ראשים. הענן מתמוסס, והחלקיקים מתפזרים ועושים את דרכם אל מעטים חסרי המזל היושבים ליד הנוסע החולה.
בסופו של דבר, החלקיקים התפשטו בכל רחבי התא, אבל האנשים שיושבים משמאל ומימין ל"סניצר" הם בסיכון הגבוה ביותר להידבקות.
סרטון סימולציה זה חושף רק אחת מהדרכים הרבות שבהן חלקיקי שפעת יכולים לנוע בתא מטוס בלחץ. מודלים אלה תרחישים זיהומיים גבוהים הוא העבודה של ANSYS, חברה המתמחה בתוכנת סימולציה מדויקת. ANSYS משתמשת בדינמיקת נוזלים חישובית כדי לדמות את דפוס זרימת האוויר במטוסים על מנת לעזור לחברות תעופה ולפקידי בריאות לאתר כיצד חלקיקי שפעת מתפזרים בגובה 39,000 רגל. אתה יכול לצפות בסרטון של הסימולציה שלהם למטה:
"החלקיקים צבעוניים כדי להראות לך לאן הדברים הולכים", מסביר רוברט הארווד, מנהל תעשיית התעופה והתעשייה הביטחונית של ANSYS. מדע פופולרי. "הטיפות הללו נקלטות בזרימת האוויר ומושתלות בכל רחבי התא. הם למעשה התפשטו די רחוק".
למרות שהתפשטות האבולה עשויה להיות בראש של כולם, חשוב לזכור שאבולה אינה פתוגן הנישא באוויר. אתה לא יכול לתפוס את זה אם מישהו מתעטש במטוס. השפעת, לעומת זאת, מתפשטת באוויר, והיא מהווה איום משמעותי בהרבה בארצות הברית, משפיעה על עשרות מיליוני אמריקאים מדי שנה וגורמת לעד 49,000 מקרי מוות, על פי המרכז לבקרת מחלות ומניעתן.
"הטיפות הללו נקלטות בזרימת האוויר ומושתלות בכל רחבי התא. הם למעשה התפשטו די רחוק".
מכיוון שחיסוני שפעת אינם מספקים הגנה של 100 אחוז, פקידי בריאות תמיד מחפשים דרכים לצמצם את התפשטות הנגיף. לשם כך, הם פונים לעתים קרובות למטוסים - אחד מאמצעי הנסיעה היעילים ביותר עבור פתוגנים. מלאים במאות נוסעים, מעוכים פנימה ואינם מסוגלים להימלט, תאים של מטוסים יכולים להיות כר גידול מושלם לשפעת; כל מה שאתה צריך זה נוסע אחד חולה כדי להתחיל בעניינים.
להבין כיצד חלקיקי שפעת מתפשטים במטוסים הייתה דאגה של מינהל התעופה הפדרלי מאז התפרצות ה-SARS ב-2002. "היו התפרצויות בכל העולם, באסיה, באפריקה ובאירופה", אומר הארווד. "הסיבה שזה קרה כל כך מהר הייתה בגלל שאנשים עלו על מטוסים והפיצו את הפתוגן".
לאחר התפרצות ה-SARS, ה-FAA הקים את המרכזים למצוינות עבור מחקר סביבתי של תא נוסעים להבטיח את בטיחותם ובריאותם של נוסעי המטוס. התוכנית בדקה מספר טכנולוגיות חדשות למעקב אחר פתוגנים, כולל מערכות חיישנים חדשות בתא וטכנולוגיה להפחתת זיהום. ואז נכנסה טכנולוגיית הסימולציה של ANSYS לתחום התעופה.
"עם הנדסה מסורתית, אתה מעלה רעיון, בונה דגם או אב טיפוס, בודק אותו ומשנה אותו עד שאתה מקבל את המוצר שאתה רוצה", אומר הארווד. "העסק שבו אנחנו נמצאים, לפני שאתה חותך מתכת, אתה משתמש במחשבים כדי לדמות את ההתנהגות הפיזית של המוצר הזה כדי לצמצם שינויים."
ANSYS מפתחת בדרך כלל תוכנת סימולציה להנדסה, פיזיקה, מכניקה מבנית, אלסטיות, פרגמנטציה ועוד. הטכנולוגיה שלהם יכולה לומר לך אם הידית בכוס הקפה שלך תהיה חזקה מספיק, או אם לכנף מטוס תהיה הרמה וגרירה אופטימלית באוויר. עם זאת, לחברה יש גם את היכולת לדגמן את האווירודינמיקה של נוזלים, מה שהופך את התוכנה שלה לאידיאלית למיפוי התפשטות שפעת בחלל מוקף. אז במשך שנים, מדענים ב- מרכז המצוינות של FAA באוניברסיטת פרדו למדו סימולציות של ANSYS, למדו עוד על המכניקה של נסיעה של פתוגנים בתאים בלחץ.
בתוך מטוסים, האוויר נשאב ללא הרף מכניסות התקרה וממוחזר החוצה דרך פתחי אוורור לרגלי הנוסעים, מה שהופך מודלים של זרימת אוויר למסובכים למדי ליצירה. "כל שתי דקות, יש סט חדש לגמרי של אוויר במטוס", אומר הארווד. כדי להפוך את הדמיות זרימת האוויר שלהם למציאותיות ככל האפשר, החוקרים ב-Purdue שוקלים כל מה שעשוי להשפיע על המהירות והכיוון של זרימת אוויר, ממיקום חרירי המיזוג העיליים ועד לזרמים שנוצרו על ידי דיילות בזמן שהם דוחפים את עגלות המזון והשתייה.
בהתחשב בכל המשתנים הללו, המדענים יכולים ליצור מאות תרחישים לאופן שבו חיידקים ומזהמים אחרים מתפשטים בתוך מטוס. אחר כך הם משתמשים במה שלמדו כדי להמליץ ל-FAA ליצירת אזורי קבינה טובים יותר - ובטוחים יותר. "מאז שהעבודה הזו התחילה באמת, יש לך סביבות נוסעים מתקדמות יותר", אומר הארווד. "זהו שדה קרב מגן מפני שפעת וחיידקים אחרים."
התוכנה של ANSYS גם מסייעת לחברות התעופה לשפר את סביבת התא שלהן בזול. על ידי הדמיית האופן שבו מערכות מיזוג אוויר חדשות ישפיעו על זרימת האוויר, חברות תעופה יכולות להבין אילו מערכות מפחיתות את תנועת החיידקים בעלות הנמוכה ביותר.
"חברות תעופה נלחמות כל הזמן בחילופין הזה: ככל שתכניס יותר מערכות למטוס, כך יש לך יותר משקל וזה עולה יותר כסף", אומר הארווד. "הם רוצים את הטיסה הזולה ביותר אבל גם שהנוסעים שלהם יהיו בריאים. הטכנולוגיה שלנו שימושית מכיוון שהם יכולים לראות כיצד הם יכולים להשיג זאת ולשפר את הביצועים מבלי להקריב עלויות."
H1N1 שפעת
