Оркестровые ансамбли столкнулись с особой проблемой. Загрязнение является главной проблемой: в частности, являются ли духовые инструменты переносчиками загрязнения в результате распыления аэрозоля.

В Физика жидкостей, опубликованный AIP Publishing, исследователи из Пенсильванского университета работали с музыкантами из Филадельфийского оркестра, чтобы углубить наше понимание того, сколько аэрозоля образуется и рассеивается духовыми инструментами.

"В идеале музыканты должны были бы сидеть рядом друг с другом, чтобы создать наилучшее звучание, но такое расположение стало проблемой во время пандемии COVID", - сказал автор Пауло Арратия из Пенсильванского университета.

Исследователи использовали визуализацию для характеристики потока, а затем отслеживали частицы тумана в воздухе с помощью лазера. Они также измерили концентрацию аэрозоля на духовых инструментах с помощью счетчика частиц.

Затем они объединили эти два измерения, чтобы разработать простое уравнение для описания дисперсии аэрозоля, в котором скорость аэрозоля уменьшается с расстоянием от прибора. Идея состоит в том, чтобы помочь другим исследователям определить, как далеко будут распространяться аэрозоли, измеряя скорость выходного потока. Это информирует о том, как быстро поток будет затухать.

Аэрозоли, испускаемые духовыми инструментами, имели сходную концентрацию и распределение по размерам по сравнению с обычными явлениями речи и дыхания.

"Мы были удивлены, что количество выделяемого аэрозоля находится в том же диапазоне, что и при обычной речи", - сказала Арратия. "Я ожидал гораздо более высоких скоростей потока и концентрации аэрозоля".

Измерения расхода (с использованием велосиметрии изображения частиц) показали, что скорость выходной струи намного ниже, чем при кашле и чихании. Для большинства инструментов максимальная длина затухания составляет менее 2 метров от отверстия инструмента. Следовательно, духовые музыканты должны держаться на расстоянии 6 футов друг от друга, аналогично рекомендации для отдельных лиц.

Затем исследователи рассмотрят загрязнение в результате распыления аэрозоля с групповой точки зрения, чтобы понять, сколько аэрозоля и потока создается всем оркестром, играющим вместе.

"Надеюсь, эта рукопись поможет чиновникам здравоохранения разработать протоколы для безопасных музыкальных мероприятий в прямом эфире", - сказала Арратия.