Software TU Delft voor het vaststellen van besmettingsrisico voor specifieke locaties

De Delftse aerodynamica-hoogleraar Fulvio Scarano ontwikkelde samen met stromingsleer-deskundige Lorenzo Botto en simulatie-expert Wouter van den Bos software om de besmettingsrisico’s met het coronavirus te berekenen voor een specifieke locatie. Het model plaatst virtueel een ziek persoon in de ruimte en simuleert hoe snel de virusdeeltjes zich verspreiden. De TU Delft onderzoekers hopen dat ontwerpers en ingenieurs de software gaan gebruiken om voorspellingen te doen om te bepalen of bijvoorbeeld zitten in een vliegtuig, klaslokaal of restaurant veilig is. De plugin is waarschijnlijk in februari beschikbaar.

Toevoeging aan CFD-software

 “Het doel van het model is om het risico op een virusinfectie in te kunnen schatten voor een specifieke locatie”, zegt Van den Bos. “In plaats van een groot en ambitieus CFD (Computational Fluid Dynamics, ofwel door een computer berekende stromingen) project op te zetten, wat erg lang duurt, was onze strategie om een toevoeging voor al bestaande CFD-software te maken. Dit programma gebruiken CFD-engineers om de luchtstromen in een ruimte met deuren, ramen en ventilatie te simuleren."

Verspreiding van virusdeeltjes zichtbaar maken

Het model is een plugin die virtueel een ziek persoon in die ruimte plaatst en simuleert hoe snel de virusdeeltjes van die persoon zich verspreiden, gebaseerd op ademen, praten of hoesten. Die snelheid neemt toe naarmate zo iemand langer is, een grotere longinhoud heeft en harder niest of hoest. Om zeker te weten of de simulaties kloppen met de praktijk, valideert het team ze door middel van kwantitatieve visualisatie-experimenten. 

“Ik maak zichtbaar wat onzichtbaar is”, zegt Scarano. Hij staat op van z’n stoel, hoest voor een scherm met stipjes met een camera erop gericht en laat vervolgens op zijn computerscherm zien hoe de druppels van zijn gekuch zich verspreiden. “Ik vergelijk vervolgens of dit klopt met onze simulaties. Deze cross-check is cruciaal om te verifiëren of de simulatie alle aspecten van de werkelijkheid meeneemt."

Besmettingsrisico voorspellen

Als alle bestaande gegevens aan de software zijn toegevoegd, kunnen de onderzoekers vervolgens gaan voorspellen wat het besmettingsrisico zal zijn. “Dan kun je op je computer, dus op een veilige manier, uitproberen wat er gebeurt als je bijvoorbeeld honderd studenten gedurende anderhalf uur bij elkaar zet in een collegezaal en er één van hen corona heeft. Ook wordt het model nauwkeuriger naarmate er meer bekend is over het virus, zoals informatie over de levensduur van het virus en hoeveel virusdeeltjes iemand ziek maken”, zegt Van den Bos.