感染リスク“見える化”で納得…電車の換気は?マスクの効果は?進むスパコン活用した“検証”

東海テレビ
2020.06.15(月)20:19

 緊急事態宣言が解除され、徐々に日常生活が戻ってきましたが、通勤・通学の電車の混雑も元に戻りつつあり、不安を感じることもあります。

そんな中、「満員電車の換気は十分なのか」「マスクやついたてはどれくらい飛沫防止に役立つのか」など、見えない感染リスクを最先端のスーパーコンピューターを使って「見える化」する実験が、東海地方でも始まっています。

■戻る日常…進む感染リスクの研究

 東海地方で緊急事態宣言が解除されて1か月。朝の駅には通勤・通学で多くの人が…。

通勤の男性:
「もう、密の状態。気を付けようがないもんね、あれだけ乗ってくると。もう、GW前に戻ってきてます。実感としては」

別の通勤の男性:
「できるだけ壁に向かって立つようにしてます。外向き、人の方に向かわないような形で。不安はあると思います」

感染の不安はあるものの、会社や学校を休むわけにもいかない…。満員電車の感染リスクを少しでも抑える方法は?

 理化学研究所は、満員電車の換気についてのシミュレーション映像を発表。車両の窓を開けた場合、立っている乗客の頭上の空気に、強い流れができています。

 一方、座席に座っている乗客の周りの空気は、換気されていません。混雑した電車では、空間の下の方の換気効率が限定的となっているのがわかります。

■リスクを“見える化”

 目には見えない密閉空間の感染リスクがわかれば、不安が解消できるのでは…。そんな研究が、豊橋市の大学でも始まっています。

豊橋技術科学大学の飯田教授:
「こちらが現在、飛沫の研究をしている実験装置になります」

 電源を入れると、片方の人型の模型の口から何かが出ています。

飯田教授:
「今ですね、直径1ミクロンから2ミクロン程度の、非常に小さな飛沫を口元から出しています。ちょうど、人間が会話をするぐらいの状態で空気を出しているんですけども、人間の息の中にこんな風に小さな飛沫が混ざっているというところを見ています」

 人形の口からは、水とグリセリンを混ぜて人の「唾液」に似せた霧が出ています。

会話するときの息と同じ強さの空気で押し出すことで、「飛沫」を再現。こうした実験データをもとに、理化学研究所がスーパーコンピューター「富岳」で作ったCGがこちら。

「ついたて」の高さによる効果の違いを検証します。マスクをしないで咳をした場合、口元を隠す高さの「ついたて」があっても、正面に座る人の顔にまで飛沫が飛んでいるのがわかります。

一方、「ついたて」を顔が隠れるまで高くすれば、飛沫を防ぐことができています。20センチの高さの違いで、飛沫の量が大きく異なるのがわかります。

そして、飛沫よりもより遠くへ届いてしまうのが、ゆらゆら空気中を漂うこの細かい粒子…。

飯田教授:
「『エアロゾル』といわれているものですね。それが口から出た後に、ずーっとこの口からの流れに乗って、遠くまで飛んでいっている。そういう様子を表しています」

 新型コロナウイルスは、接触感染、飛沫感染のほか、「飛沫」がさらに細かい微粒子にわかれて空気中を漂う「エアロゾル」でも感染する可能性が指摘されています。

 2つの人形の距離は1メートル。それでも、「エアロゾル」の粒子は届いているのがわかります。

豊橋技術科学大学の飯田教授:
「実際に飛沫は、この距離までは届いてしまうということですね。マスクをしないで1対1で会話をしていると、1mぐらいは十分に届いてしまうと」

 では、マスクは飛沫やエアロゾルを、どれだけ抑える事ができるのか。人形の口元に「不織布マスク」をつけると…。

 マスク表面には「エアロゾル」が漂っていますが、空気中を漂っていたものは、ほとんど見えなくなりました。

豊橋技術科学大学の飯田教授:
「全員がマスクをしている状態なら、吸うのも出すのも半分ぐらいになるので、トータルすると、2割から3割ぐらいに抑えこむことができそうだと」

 ただし、マスクと顔の間に隙間があると、飛散する量が増えてしまいます。ワイヤー部分をしっかり鼻に合せるなどして、できるだけ密着させることが大切です。

 さらに、この実験装置を使って新たに挑戦しているのが、リコーダーなどの楽器を吹いた際に出る「飛沫」や「エアロゾル」を観測する実験。

豊橋技術科学大学の飯田教授:
「やっぱり、音楽の授業ができないというのが、けっこうお子さんにとって、学校の先生にとって、大きな問題らしくて。そういう話を聞きますんで、我々でできることをやってみようと」

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