Uutiset

Koronan leviämistä supertietokoneella mallintaneet tutkijat: Tärkeintä on nyt välttää vilkkaita sisätiloja

Neljän suomalaisen tutkimusorganisaation yhteishanke on selvittänyt koronaviruksen kulkeutumista ja leviämistä ilmassa. Alustavien tulosten mukaan virusta kantavat aerosolihiukkaset voivat säilyä ilmassa luultua pidempään, ja siksi vilkkaiden julkisten sisätilojen välttäminen on tärkeää. Samalla pienenee riski pisaratartuntaan, joka on koronaviruksen tärkein tarttumisväylä.

Aalto-yliopisto, Ilmatieteen laitos, VTT ja Helsingin yliopisto ovat tutkineet, miten äärimmäisen pienet ilmassa leijuvat aerosolihiukkaset, jotka poistuvat hengitysteistä yskiessä, aivastaessa tai jopa puhuessa, kulkeutuvat ilmavirran mukana. Hiukkaset kantavat mukanaan myös taudinaiheuttajia, kuten koronaviruksia.

Tutkijat mallinsivat tilannetta, jossa ihminen yskäisee päivittäistavarakaupoille tyypillisellä, hyllyjen rajoittamalla käytävällä, jossa vallitsee myymälätilalle tyypillinen ilmanvaihto. Aalto-yliopisto, VTT ja Ilmatieteen laitos tekivät jokainen samasta lähtötilanteesta mallinnuksia itsenäisesti.

Tutkijat päätyivät samaan alustavaan tulokseen: tutkittavassa tilanteessa aerosolipilvi leviää lähiympäristöön myös yskivän henkilön välittömän läheisyyden ulkopuolelle. Toisaalta pilvi samalla laimenee, mutta pilven leviämiseen ja laimenemiseen kuluu jopa minuutteja.

”Jos koronavirustartunnan saanut yskijä kävelee pois ja lähelle samaa paikkaa saapuu toinen ihminen, ilmassa leijuvat äärimmäisen pienet koronavirusta sisältävät aerosolihiukkaset voivat päätyä tämän toisen ihmisen hengitysteihin”, sanoo Aalto-yliopiston apulaisprofessori Ville Vuorinen.

”Konsortion alustavat tulokset korostavat osaltaan suositustemme tärkeyttä. Terveyden ja hyvinvoinnin laitos THL suosittelee pysyttelemään kotona sairaana ja kaikkia ottamaan fyysistä etäisyyttä. Ohjeemme on myös yskiä hihaan tai nenäliinaan sekä huolehtia hyvästä käsihygieniasta”, sanoo johtava asiantuntija Jussi Sane THL:stä.

”Konsortion mallinnusten perusteella ei vielä suoraan voida tehdä uusia suosituksia. Tulokset ovat kuitenkin tärkeä osa kokonaisuutta ja niitä tuleekin verrata tietoihin, joita on kerätty arkielämän epidemiaselvityksistä”, Sane sanoo.

Sairauksien leviämistä sosiaalisissa verkostoissa on tutkittu paljon. Näistä infektiomalleista tiedetään, että viruksen eteneminen voi hidastua tai katketa jopa kokonaan, kun liikkuminen vähenee kauppojen, ravintoloiden ja julkisten liikennevälineiden kaltaisissa, paljon ihmisiä keräävissä ”solmukohdissa”. Vilkkaiden sisätilojen välttäminen vähentää riskiä lähikontaktissa tapahtuvaan pisaratartuntaan, joka on nykyisen tiedon mukaan koronaviruksen pääasiallinen tarttumistapa.

Konsortion tutkijat mallinsivat alle 20 mikrometrin kokoisten aerosolihiukkasten liikettä ilmassa. Kuivassa yskässä, joka on nykyisen koronaviruspandemian tyypillinen oire, hiukkaskoko on tyypillisesti alle 15 mikrometriä. Tämän kokoiset äärimmäisen pienet hiukkaset eivät vajoa lattialle, vaan ne liikkuvat ilmavirtauksien mukana tai jäävät leijumaan paikalleen ilmaan. Influenssa A:ta koskeneissa tutkimuksissa on selvinnyt, että influenssa A -virusta löytyi eniten pienimmistä alle viiden mikrometrin hiukkasista.

Aerosolipilven mallintaminen
Tutkijat mallinsivat tilannetta, jossa ihminen yskäisee päivittäistavarakaupoille tyypillisellä, hyllyjen rajoittamalla käytävällä. Kuva: Petteri Peltonen / Aalto-yliopisto

Mallinnukseen käytettiin supertietokonetta

Hankkeessa on mukana noin 30 tutkijaa, joiden erikoisaloja ovat muun muassa virtausfysiikka, aerosolifysiikka, sosiaaliset verkostot, ilmanvaihto, virologia ja lääketieteellinen tekniikka. Tutkimusta tehdään vuorovaikutuksessa tutkimushanketta ehdottaneen Etelä-Savon sosiaali- ja terveyspalvelujen kuntayhtymän Essoten sekä THL:n infektiotautien asiantuntijoiden kanssa.

Hengitysteistä poistuvien pisaroiden liikettä ja säilymistä ilmassa laskettiin supertietokoneella ja tuloksista tehtiin 3D-mallinnuksia. CSC – Tieteen tietotekniikan keskus Oy antoi supertietokoneensa tutkijoiden käyttöönsä pikavauhdilla. Suuren laskentakapasiteetin ja tiiviin, monialaisen yhteistyön ansiosta ensimmäiset tulokset saatiin tuotettua noin viikossa.

Nyt mallinnetut ilmiöt ovat fysikaalisesti jo aiemmin hyvin tunnettuja. Konsortion tavoite on visualisoinnin avulla luoda parempi ymmärrys aerosolihiukkasten käyttäytymisestä. Tutkijat jatkavat mallinnusten tekemistä ja tarkentamista. Tartuntatautien ja virusopin asiantuntijat tarkastelevat mallinnuksia koronavirustartuntojen ja viruksesta kertyvän uuden tiedon kannalta. Konsortio saa myös lisävahvistusta kahdesta ruotsalaisesta yliopistosta.

CSC varaa laskentakapasiteettia ja tarjoaa asiantuntija-apua priorisoidusti COVID-19-pandemian vastaisiin tutkimuksiin. Jos työskentelet suoraan pandemiatutkimukseen liittyvässä projektissa, ota yhteyttä [email protected].

Lisätietoja:

Apulaisprofessori Ville Vuorinen
Aalto-yliopisto
puh. 050 361 1471
[email protected]

Erikoistutkija Antti Hellsten
Ilmatieteen laitos
puh. 029 539 5566
[email protected]

Erikoistutkija Aku Karvinen
VTT
puh. 040 510 2142
[email protected]

Apulaisprofessori Tarja Sironen
Helsingin yliopisto
puh. 050 447 1588
[email protected]

Peter Råback
CSC – Tieteen tietotekniikan keskus Oy
puh. 09 457 2080   
peter.rå[email protected]

Aalto University, Health Tech 3D Print, photo Mikko Raskinen

Auta taistelussa koronavirusta vastaan

Lahjoita nyt ja tue koronaviruspandemiaan liittyvää tutkimusta ja opetusta.
  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lisää tästä aiheesta

Taiteellinen kuva panssaroidusta superhydrofobisesta pinnasta, joka kestää iskuja ja hylkii nesteitä tehokkaasti. Kuva: Juha Juvonen.
Yhteistyö, Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Vettä hylkivä panssaripinnoite voi pian tehostaa aurinkopaneeleja ja tuoda suksiin lisäluistoa

Kesäkuussa Aalto-yliopiston tutkijat kertoivat kehittämästään pinnoitteesta Nature-lehdessä. Nyt pinnoitteesta aletaan kehittää lukuisia kaupallisia sovelluksia muun muassa rakennus- ja elektroniikkateollisuuden kanssa.
The computer game could help in the treatment of depression alongside therapy and drug treatment. Picture: Matias Palva’s research group, Aalto University.
Mediatiedotteet Julkaistu:

Tutkijat kehittävät tietokonepeliä masennuksen hoitoon

Terapeuttisen toimintavideopelin pelaaminen voi helpottaa masennuspotilaiden oireita ja parantaa heidän kognitiivista toimintakykyään.
putretti-lannoite
Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Tutkijat kehittivät tuhkasta ja kompostista metsien täsmälannoitteen

Putretiksi nimetty lannoite sisältää fosforia, kaliumia, hiiltä ja hitaasti vapautuvaa typpeä, jotka edistävät puiden kasvua. Sen valmistus kuluttaa selvästi vähemmän energiaa kuin keinolannoitteiden ja vähentää myös louhimisen tarvetta.
An electron microscope image of the device used to extract entangled electrons
Mediatiedotteet Julkaistu:

Askel kohti lähes rajatonta laskentatehoa – tutkijat loivat kvanttilomittumista lämmön avulla

Helppo ja hallittava kvanttilomittuminen lisää kokonaislaskentakapasiteettia ja mahdollistaa muun muassa kvanttisalauksen eli turvallisen tiedonsiirron suurillakin etäisyyksillä.