Nebezpečný pozounista. Vědci navrhli, jak přeskupit orchestr, aby trubky nerozfukovaly aerosol po okolí

Pandemie covidu nám ukázala, že rizikem mohou být věci, které by nám dřív vůbec nepřišly na mysl – vzpomeňme jen na zákaz zpěvu. Studie nyní publikovaná v časopise Science Advances nyní navíc ukázala, jakým semeništěm nákazy mohou být dechové nástroje rozfukující aerosoly po okolí. Vědci ale rovnou přišli s návrhem, jak přeskupit hudebníky tak, aby byly aerosoly odváděny otevřenými dveřmi a větracími otvory. Pro orchestry, které by trvaly na tradičním uspořádání, pak přicházejí v úvahu roušky na trubky.

Těžko by nás asi před dvěma roky napadlo, že poslouchat hru na trubku může být riziková činnost (nepočítáme-li neum interpreta). Jenže při foukání do náústku hudebník vydechuje kapky, které pak nástroj ve formě aerosolu rozšíří do okolního vzduchu. Výsledkem může být nevědomé šíření nákazy.

„Dechové nástroje jsou jako stroje na výrobu aerosolu z kapek produkovaných při dýchání,“ popisuje podle New York Times chemický inženýr a expert na dynamiku tekutin z Utažské univerzity Tony Saad, který se podílel na studii publikované v Science Advances.

Práce na výzkumu začala loňské léto, když Utažská symfonie začala řešit, zda a jak by mohla vystupovat tak, aby to bylo bezpečné. „Hledali lidi, kteří by jim pomohli hledat zmírňující opatření,“ poukazuje chemický inženýr a spoluautor studie James Sutherland z Utažské univerzity.

Výzkumníci proto vytvořili detailní počítačový model koncertní haly, kde zaznamenali pozici každého větracího otvoru a rychlost proudění vzduchu ve ventilačním systému. Zároveň zmapovali, kde který muzikant sedí. Uzažská symfonie přitom jako většina moderních orchestrů rozesazuje hudebníky dle standardního vzoru se strunovými nástroji vepředu, za nimi je několik řad dechových nástrojů, jako jsou flétny a hoboje, následují fagoty a klarinety, pak trubky a lesní rohy. Pozouny a bicí nástroje jsou na samém konci jeviště.

Mohlo by vás zajímat

Ludmila Hamplová získala cenu za články pro Zdravotnický deník od odborníků na očkování

Infekční dechovka

Už dřívější výzkum odborníků z Minnesotské univerzity namodeloval, jak se během koncertu aerosol šíří. Největší riziko přitom představují trubky, trombóny a hoboje. S těmito poznatky pak Tony Saad a James Sutherland vytvořili počítačovou simulaci toho, jak se během hraní šíří vzduchem tekutiny a aerosoly. Simulace ukázala, že vzduch z ventilace na stropě klesá k zemi k větracím otvorům vzadu jeviště. Zároveň se ale v přední a zadní části jeviště vytvářejí dva vzdušné víry.

„Můžete vidět dvě místa, která recirkulují jako velké tornádo,“ načrtává Tony Saad. Aerosol chycený v těchto vírech stále víří kolem jeviště a postupně ho přibývá.

Zvláštní problém pak představují trubky, které produkují velké, koncentrované aerosolové oblaky. Jak se pohybují dozadu jeviště k větracím otvorům, procházejí rovnou přes hráče na bicí. Řešení bylo nasnadě: hráče přemístit. Takový nápad ale může být kontroverzní. Orchestry takto bývají naaranžovány již desetiletí, a to jak kvůli akustice, tak tradici. Utažská symfonie však souhlasila, že vědci mohou zkusit cokoliv, aby riziko snížili.

Výzkumníci proto přesunuli trumpetisty dozadu jeviště hned vedle větracích otvorů. Pak přemístili ostatní dechové nástroje z prostředka jeviště více dozadu nebo naopak dopředu ke dveřím, které by během vystoupení zůstaly otevřené. Tyto změny měly vést k tomu, aby byly aerosoly odváděny z koncertní síně bez toho, aby procházely přes další hudebníky nebo se chytily do víru na jevišti. Nakonec ještě přesunuli nástroje, které negenerují žádný aerosol, tedy piáno a bicí nástroje, doprostřed jeviště. Všechny tyto kroky snížily průměrnou koncentraci aerosolu v dýchacích zónách hudebníků stokrát.

Rouška pro každou trubku

I když přesné vzorce zachycující proudění vzduchu jsou v každé síni či místnosti trochu jiné, hlavní principy jsou stejné. Orchestry mohou zredukovat šíření aerosolu tím, že nejrizikovější nástroje postaví blízko dveří nebo větracích otvorů. Pokud si zároveň orchestr nemůže dovolit udělat počítačový model, je možné jednoduše umístit na jeviště mlhovač a sledovat, jak se mlha pohybuje.

Mechanický inženýr z Minnesotské univerzity Jiarong Hong, který stojí za předchozím výzkumem šíření kapek, ale upozorňuje, že přemisťování hudebníků není cesta pro každého. „Úzce jsme s hudebníky spolupracovali a nemají rádi, když je někdo přemisťuje,“ konstatuje Hong, podle kterého je ale navržené řešení zcela vyhovující třeba pro studentskou kapelu. Pro ostatní navrhuje jiné, ovšem stejně neobvyklé řešení: roušky pro nástroje. V nedávné studii zjistil, že zakrytí konce trumpety vrstvou akustické tkaniny může zredukovat emise částeček o 60 procent, a to aniž by byla ovlivněna kvalita zvuku.

Utažský orchestr se ale rozhodl být inovátorem a sáhl po přeskupení hudebníků a otevřených dveřích. „Pro hudebníky to byla velká výzva. Ale všichni se do toho ponořili a řekli: pojďme, zkusme to,“ říká prezident Utažské symfonie a Utažské opery Steven Brosvik. Pár týdnů sice trvalo, než si muzikanti na nové uspořádání zvykli, a na podzim se zase chystají na návrat ke starému. Díky simulaci se ale hudebníci mohli s čistým svědomím vrátit minulý podzim na jeviště.

-mk-