[VÍDEO] Els vàters desprenen plomalls d’aerosols invisibles: uns làsers d’alta potència els capturen

Cada volta que estireu la cadena del vàter, s’alliberen petites partícules d’aigua a l’aire. S’anomenen plomalls d’aerosol i poden propagar patògens dels residus humans i exposar els usuaris de banys públics a malalties contagioses.

Com que són invisibles, la comprensió científica de la propagació dels plomalls d’aerosols i la consciència pública que existeixen s’han anat endarrerint. Amb els meus col·legues Aaron True, Karl Linden, Mark Hernandez, Lars Larson i Anna Pauls vam fer servir làsers d’alta potència per il·luminar-los, i ens va permetre de veure’n i mesurar-ne la ubicació, el moviment i la dispersió.

Pujar en compte de baixar

Els vàters són dissenyats per buidar eficientment el contingut de la tassa mitjançant un moviment cap avall dirigit a la canonada de desguàs. Quan estirem la cadena, l’aigua entra en contacte contundent amb el contingut de la tassa i crea un petit esprai de partícules suspeses en l’aire.

Vam trobar que un vàter comercial estàndard genera un raig d’aire ascendent amb velocitats de més dos metres per segon, que transporta les partícules fins a un metre i mig per sobre de la tassa en vuit segons.

Per veure els plomalls, vam instal·lar al nostre laboratori un vàter comercial sense tapa amb un fluxor, vàlvula habitual a tot Nord-amèrica. Aquesta mena de vàlvules utilitzen la pressió en compte de la gravetat per dirigir l’aigua al vàter. Vam fer servir òptiques especials per a crear una fina làmina vertical de llum làser que il·luminés de la part superior de la tassa fins al sostre. Després d’estirar la cadena amb un disparador elèctric remot, les partícules d’aerosol van dispersar prou llum làser per fer-se visibles, cosa que ens va permetre d’emprar càmeres per a captar la imatge del plomall de partícules.

Ja ens esperàvem de veure les partícules, però encara ens va sorprendre més la força del raig amb què eren expulsades.

Un altre estudi sobre la qüestió va fer ús d’un model computacional d’un vàter idealitzat per predir la formació de plomalls d’aerosols, amb un transport ascendent de partícules a velocitats sobre la tassa que s’acostaven al metre per segon, que és aproximadament la meitat que no vam observar en un lavabo real.

Per què fem servir làsers?

Els científics saben de fa dècades que estirar la cadena pot alliberar partícules d’aerosol a l’aire. Tanmateix, els estudis experimentals s’han basat sobretot en dispositius que mostren l’aire en llocs fixos per determinar el nombre i la mida d’aquestes partícules.

Tot i que aquests enfocaments anteriors poden confirmar la presència d’aerosols, donen poca informació sobre la física dels plomalls: com són, com s’estenen i amb quina velocitat es mouen. Aquesta informació és fonamental per a desenvolupar estratègies per a mitigar la formació de plomalls d’aerosols i reduir-ne la capacitat de transmetre malalties.

Com a professor d’enginyeria centrat en les interaccions entre la física de fluids i els processos ecològics o biològics, el meu laboratori és especialitzat en l’ús de làsers per a determinar com diversos elements són transportats per fluxos de fluids complexos. En molts casos, aquests elements són invisibles fins que no els il·luminem amb làser.

Un avantatge d’emprar llum làser per mesurar els fluxos de fluids és que, a diferència d’una sonda física, la llum no altera ni interromp allò que intentem mesurar. A més, fer visibles coses invisibles ens ajuda, com a éssers visuals que som, a entendre més bé les complexitats de l’entorn fluid on vivim.

Aerosols i malalties

Les partícules d’aerosol que contenen patògens són vectors de malalties humanes considerables. Les partícules més petites, que resten suspeses en l’aire un temps, ens poden exposar a afeccions respiratòries, com ara la grip i la covid-19, per inhalació. Les partícules més grosses, que s’instal·len ràpidament a les superfícies, poden propagar malalties intestinals, com ara el norovirus, pel contacte amb les mans i la boca.

L’aigua de la tassa del vàter contaminada per excrements pot tenir concentracions de patògens que persisteixen després d’estirar la cadena desenes de vegades. Però encara no se sap si els plomalls d’aerosols representen un risc real de transmissió.

Tot i que vam poder descriure visualment i quantitativament com es mouen i es dispersen els plomalls d’aerosols, la nostra recerca no aborda directament si transmeten malalties, cosa que es continua investigant.

Limitació de la propagació dels aerosols del vàter

La nostra metodologia experimental proporciona una base per a recerques futures per a provar un seguit d’estratègies per a minimitzar el risc d’exposició a malalties derivades de la cisterna dels vàters. Això podria incloure una avaluació dels canvis en els plomalls d’aerosols arran de nous dissenys de tasses del vàter o vàlvules de fluxor que canviïn la durada o la intensitat del cicle d’estirar la cadena.

Mentrestant, hi ha maneres de reduir l’exposició. Una d’òbvia és tancar la tapa abans d’estirar la cadena. Tanmateix, això no elimina del tot els plomalls d’aerosols, i molts lavabos en llocs públics, comercials i sanitaris no tenen tapa. Els sistemes de ventilació o desinfecció UV també podrien mitigar l’exposició als plomalls d’aerosols al bany.

Aquest article va ser publicat originalment a The Conversation.