Suomalaistutkijat yhdistivät voimansa selvittääkseen, miten koronavirus voi levitä ilmassa

Hankkeessa on mukana muun muassa virtausfyysikkoja, virologeja ja lääketieteellisen tekniikan asiantuntijoita. Tutkijat käyttävät 3D-mallintamiseen supertietokonetta ja uskovat, että ensimmäisiä tuloksia voidaan saada jo lähiviikkoina.

Aalto-yliopisto, Ilmatieteen laitos, VTT ja Helsingin yliopisto ovat koonneet monialaisen tutkijajoukon mallintamaan, miten äärimmäisen pienet pisarat, jotka poistuvat hengitysteistä yskiessä, aivastaessa tai puhuessa, kulkeutuvat ilmavirran mukana. Pisarat kantavat mukanaan myös taudinaiheuttajia, kuten koronaviruksia. Tutkijat selvittävät myös jo olemassa olevan tiedon pohjalta, voisiko koronavirus selviytyä ilmassa.

Mukana on kymmeniä tutkijoita virtausfyysikoista virusopin, lääketieteellisen tekniikan ja infektiotautien asiantuntijoihin. Hanke käynnistettiin Etelä-Savon sosiaali- ja terveyspalvelujen kuntayhtymän Essoten ensihoidon ja päivystyksen ylilääkärin Janne Kuuselan ehdotuksesta.

Tutkijat käyttävät mallintamisessa supertietokonetta, jonka CSC – Tieteen tietotekniikan keskus Oy antoi heidän käyttöönsä pikavauhdilla.

- Normaaliolosuhteissa tutkijat voivat joutua jonottamaan useamman päivän päästäkseen käynnistämään simulointinsa CSC:n koneilla. Nyt siihen ei ole aikaa, ja pääsemme aloittamaan työt saman tien, sanoo yhteistyötä vetävä Aalto-yliopiston apulaisprofessori Ville Vuorinen.

Sisätiloissa liikkuvan henkilön yskiminen mallinnetaan
Hankkeen työnjako on selvä. Aalto-yliopisto, VTT ja Ilmatieteen laitos tekevät 3D-mallinnuksia, hyödyntäen kukin omaa erikoisosaamistaan. Virusopin ja tartuntatautien asiantuntijoiden tehtävänä on tulkita, mitä mallinnukset merkitsevät koronavirustatartuntojen kannalta. Tutkijaryhmä toimii tiiviissä vuorovaikutuksessa Essoten lääkäreiden sekä THL:n infektiotautien asiantuntijoiden kanssa.

Ensimmäinen simuloitava tilanne on sisätiloissa liikkuvan henkilön yskiminen. Reunaehdot, kuten ilman virtausnopeus, on määritelty tarkkaan, jotta kaikkien osapuolten mallinnukset ovat vertailukelpoisia ja myös esimerkiksi henkilöiden välisiin turvaetäisyyksiin voitaisiin ottaa kantaa.

- Tarkoitus on esimerkiksi selvittää, miten nopeasti viruspitoisuudet laimenevat ilmassa erilaisissa ilmavirtaustilanteissa, joita voisi syntyä vaikka ruokakaupassa, Ville Vuorinen sanoo.

- Näkymättömien virusta sisältävien partikkelien liikkeiden visualisointi on erittäin tärkeää, jotta voimme paremmin ymmärtää tartuntatautien leviämistä ja ilmiöitä sen takana, nyt ja tulevaisuudessa.

Tutkijat uskovat, että suuren laskentakapasiteetin ja tiiviin, monialaisen yhteistyön ansiosta ensimmäiset tulokset voivat olla valmiita jo lähiviikkojen aikana.

CSC – Tieteen tietotekniikan keskus Oy varaa laskentakapasiteettia ja tarjoaa asiantuntija-apua priorisoidusti COVID-19-pandemian vastaisiin tutkimuksiin. Jos työskentelet suoraan pandemiatutkimukseen liittyvässä projektissa, ota yhteyttä servicedesk@csc.fi.

- Kannustan muitakin tutkijoita koronavirusepidemiaan liittyvän tutkimuksen pariin, sillä juuri nyt on aika kääriä hihat. Laitoimme oman yhteistyöryhmämme kasaan muutamissa tunneissa ja aloimme tehdä tutkimusta saman tien, Ville Vuorinen sanoo.

Ensimmäinen simuloitava tilanne on sisätiloissa liikkuvan henkilön yskiminen. Kuva: Petteri Peltonen / Aalto-yliopisto