Verteilen Blasinstrumente COVID-Aerosoltröpfchen?

Während der COVID-19-Pandemie wurden viele Live-Musikveranstaltungen und Festivals verschoben und sogar abgesagt, um Musiker und Zuschauer zu schützen. Als sie wieder anfingen, aufzutreten, griffen viele Gruppen dazu zurück, mit abgelegenen oder begrenzten Zuschauermengen aufzutreten. Sie passten auch ihr Repertoire an, um Stücke mit Streichern zu fördern, und nahmen erhebliche Änderungen in der Anzahl der Musiker und ihrer Positionen im Auditorium vor.

Orchesterensembles stehen vor einer besonderen Herausforderung. Kontamination ist ein Hauptanliegen: insbesondere, ob Blasinstrumente Kontaminationsvektoren durch Aerosoldispersion sind.

Im Physik der Flüssigkeitenhaben Forscher der University of Pennsylvania mit Musikern des Philadelphia Orchestra zusammengearbeitet, um unser Verständnis darüber zu vertiefen, wie viel Aerosol von Blasinstrumenten produziert und verteilt wird.

„Idealerweise würden Musiker nebeneinander sitzen, um den besten Sound zu komponieren, aber eine solche Anordnung wurde während der COVID-Pandemie zu einem Problem“, sagte der Autor Paulo Arratia von der University of Pennsylvania.

Die Forscher nutzten Visualisierung, um die Strömung zu charakterisieren, und verfolgten dann Nebelpartikel in der Luft mit einem Laser. Sie maßen auch die Aerosolkonzentration von Blasinstrumenten mit einem Partikelzähler.

Dann kombinierten sie diese beiden Messungen, um eine einfache Gleichung zur Beschreibung der Aerosolausbreitung zu entwickeln, bei der die Aerosolgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Instrument abnimmt. Die Idee ist, anderen Forschern dabei zu helfen, zu bestimmen, wie weit sich Aerosole bewegen, indem sie die Austrittsgeschwindigkeit messen. Dies gibt an, wie schnell der Fluss abklingen wird.

Von Blasinstrumenten emittierte Aerosole hatten im Vergleich zu normalen Sprach- und Atmungsereignissen eine ähnliche Konzentration und Größenverteilung.

„Wir waren überrascht, dass die erzeugte Aerosolmenge im gleichen Bereich liegt wie bei normaler Sprache“, sagte Arratia. „Ich hatte viel höhere Strömungsgeschwindigkeiten und Aerosolkonzentrationen erwartet.“

Strömungsmessungen (unter Verwendung von Particle Image Velocimetry) zeigten, dass die Austrittsstrahlgeschwindigkeiten viel niedriger sind als bei Husten- und Niesereignissen. Bei den meisten Instrumenten beträgt die maximale Abklinglänge weniger als 2 Meter von der Öffnung des Instruments. Folglich sollten Blasmusiker 6 Fuß voneinander entfernt bleiben, ähnlich der Empfehlung für Einzelpersonen.

Als nächstes werden die Forscher die Kontamination durch Aerosoldispersion von einem Gruppenstandpunkt aus betrachten, um zu verstehen, wie viel Aerosol und Strömung durch das Zusammenspiel des gesamten Orchesters erzeugt werden.

„Hoffentlich wird dieses Manuskript die Gesundheitsbehörden anleiten, Protokolle für sichere Live-Musikveranstaltungen zu entwickeln“, sagte Arratia.