유체입자 역학 연구결과 미국물리학회 저널에 발표

▲ 에어컨이 공기흐름을 만들어내는 교실 중간의 속도벡터 분포[Khaled Talaat 제공]

신종 코로나바이러스 감염증(코로나 19)의 교실 내 확산을 줄이려면 가급적 창문을 열어놓고 책상 앞에 투명 칸막이를 설치해야 한다는 권고안이 미국에서 나왔다.

미국 내 물리분야 9개 학회로 구성된 '미국물리학회'(AIP)에 따르면 뉴멕시코대학 연구진은 유체입자 역학 컴퓨터 실험을 통해 에어컨이 설치된 교실 내에서 에어로졸 입자가 퍼지는 과정을 분석한 결과를 AIP의 월간 저널인 '유체 물리학'(Physics of Fluids) 최신호에 발표했다.

연구팀은 이 연구에서 창문을 열어놓으면 기침이나 재채기, 대화, 호흡 등을 통해 교실 내에서 배출된 입자를 40% 가까이 밖으로 내보내고, 학생 간 에어로졸을 통한 전염도 줄일 수 있는 것을 확인했다.

논문 공동 저자인 핵공학과 박사과정 대학원생 칼레드 탈라트는 "창문을 열어놓으면 배출된 1㎛ 입자 중 70% 가까이가 밖으로 나간다"면서 "에어컨의 경우 최대 50%까지 배출된 입자를 제거하지만, 나머지 입자는 교실 내 표면에 내려앉고, 다시 공기 중에 떠다닐 수 있다"고 설명했다.

연구팀은 공기 흐름 때문에 2.4ｍ 거리 두기를 해도 배출되는 입자 중 최대 1%가 학생 간에 전파되는 것으로 분석했다.

연구팀은 교실 내의 입자 분포가 에어컨과 배출원의 위치에 따라 달라지지만, 책상 앞에 설치한 투명 칸막이가 학생 간 비말 전염을 크게 줄이는 놀라운 결과를 얻었다.

탈라트는 "이 막이 1㎛ 입자를 직접 차단하지는 않지만 배출원 주변의 국부적인 공기흐름에 영향을 줘 입자의 탄도를 바꿔놓는다"고 했다.

연구팀은 이런 결과를 토대로 교실에서 창문을 가능하면 열어놓고 책상 앞에 투명 차단막을 설치할 것을 권고하면서 코로나 19에 감염됐을 때 합병증 위험이 높은 학생들은 교실 내에서도 배출된 입자가 비교적 적게 몰리는 곳을 골라 앉힐 것을 제안했다.

연구팀은 이런 자리가 교실 내 에어컨 위치에 따라 달라진다면서 실험에 이용된 모델에서는 "뒷자리 구석이 가장 안전한 곳이었다"고 밝혔다.

연구팀은 또 2.4ｍ 거리 두기를 하고 다른 학생의 물건을 만지지 않았더라도 "책상이나 옷 등을 통해 입자가 옮겨질 수 있어" 손을 청결하게 유지하는 것이 중요하다고 강조했다.

연구팀은 이번 연구 결과가 적절한 환기와 함께 교실 내 공조시스템(HVAC)이 바이러스 입자를 최대한 제거할 수 있게 최적화하는 것이 필요하다는 점을 보여주는 것이라고 했다.