Droplet dan Aerosol di Ruang Tertutup

Oleh : Bagus Endar (salinan dari Facebook).-

ALIRAN ANGIN VERTIKAL KE BAWAH BUATAN (DENGAN MEMASANG KIPAS ANGIN DI PLAFON) UNTUK MEMOTONG PENYEBARAN DROPLET DAN AEROSOL TERCEMAR VIRUS DI RUANGAN TERTUTUP

Ringkasan
————
Penyebaran virus Covid19 sangat rentan di ruangan dengan sirkulasi udara tertutup. Aerosol dan mikro droplet beresiko tercemar virus Covid19 bisa melayang-layang pada ruang sirkulasi tertutup ini. Fenomena ini bisa terjadi di dalam kendaraan transportasi massal seperti gerbong kereta api, KRL, MRT, bis kota, dan bahkan bisa terjadi di dalam ruangan tunggu dan pemeriksaan pasien.
Tulisan ini memaparkan teknik sederhana, murah, relatif mudah, dan cepat dilaksanakan untuk menekan penyebaran aerosol dan droplet tercemar virus yang sedang melayang di udara. Pemutusan penyebaran virus ini bisa dilakukan secara efektif dengan memberikan tekanan kearah vertikal kebawah dengan memasang kipas di plafon-plafon. Aliran angin kebawah akan menekan ke bawah buliran-buliran cairan aerosol dan mikro droplet (yang sedang melayang) dan berkemungkinan tercemar virus supaya segera jatuh ke lantai, menjauh dari bagian tubuh yang paling riskan terkena penularan, yaitu mulut dan hidung.
Pengukuran laboratorium untuk sudut kontak antara cairan dan bahan lantai memperlihatkan harga selalu kurang dari 90 derajat (hydrophilic). Dari nilai sudut kontak ini menunjukkan bahwa tegangan permukaan (surface tension) antara cairan dan lantai lebih besar daripada gaya permukaan cairan ke cairan, sehingga bulir-bulir aerosol dan mikrodroplet tidak akan terpental balik keatas, sulit menggelinding, dan melekat erat ke lantai. Udara didalam ruangan akan lebih bersih dari aerosol dan mikro droplet yang mungkin tercemar virus. Lantai yang tercemar dengan mudah bisa didesinfektan dengan dipel atau disemprot (setelah semua penumpang turun). Teknik ini sebenarnya sudah lazim dikerjakan untuk tujuan bilik steril. Namun demikian, kewajiban MEMAKAI MASKER secara massal dan JAGA JARAK (1.5 – 2 m) tetap harus dilaksanakan untuk menekan resiko penularan seminimal mungkin.
————————————————————-

Tulisan ini semata-mata sekedar sumbang saran saja karena keprihatinan yang mendalam sebagai anak bangsa atas pandemik Covid19 di Indonesia yang berimbas kepada banyaknya korban, semoga ada gunanya:

File lengkap pdf bisa didownload di: https://www.researchgate.net/…/340754939_Aliran_angin_verti…
DOI: 10.13140/RG.2.2.30891.18727

—————————————————————-

Aerosol adalah buliran cairan yang berukuran < 5 mikron, dan droplet adalah percikan cairan berukuran > 20 mikron, virus Covid19 bisa mencemari buliran-buliran cairan tersebut. Penderita Covid19 diyakini menyebarkan virus melalui percikan ludah berbentuk droplet dan direkomendasikan untuk berhati-hati terhadap sebaran dalam bentuk aerosol [1]. Aerosol dan droplet tersebar di udara akibat mekanisme “spraying” saat orang berbicara, batuk, ataupun bersin. Fenomena ini serupa dengan menyemprotkan obat nyamuk cair ke udara. Semakin kuat tekanan dan semakin kecil bulir cairan yang dihasilkan semprotan maka buliran-buliran cairan akan semakin jauh tersebar dan semakin lama melayang. Semakin kecil buliran cairan,atau berbentuk aerosol, maka akan lebih jauh tersebar dan lebih lama bertahan di udara. Hal ini mengakibatkan sangat riskan jika berada pada jangkauan horizontal penderita Covid-19 . Oleh karena itu, kita perlu mendesinfektan udara, misalnya dengan UV-B matahari, ataupun sinar UV-B atau UV-C secara buatan [2] [3] [4], supaya DNA virus rusak (sehingga terinaktivasi dan mati) ataupun membuat cara atau teknik supaya buliran-buliran cairan droplet atau aerosol ini segera jatuh ke lantai. Dengan memperbesar jarak sesegera mungkin antara droplet dan aerosol ke mulut dan hidung individu-individu didalam ruang maka akan mengurangi resiko tertular virus dengan signifikan.

WHO dan hampir semua pemerintah negeri-negeri terdampak Covid19 terus mengkampanyekan pencegahan penularan virus melalui udara dengan melakukan gangguan atau penghentian terhadap percikan droplet dan aerosol yang tercemar virus melalui anjuran memakai masker secara massal, cuci tangan, serta menjaga jarak 1.5 – 2 m. Anjuran ini berlaku hampir di seluruh negara [5]. Beberapa studi tentang Virus Covid19 menyebutkan bahwa rantai penularan virus ini melalui percikan cairan yang berbentuk droplet [6], melalui aerosol yang melayang di udara, dan melalui kontak dengan buliran cairan tercemar virus yang jatuh ke permukaan benda, gambar 1. Beberapa experimen dan studi terdahulu untuk Coronavirus memperlihatkan secara gamblang bahwa masih sangat mungkin penyebaran patogen penyebab infeksi saluran pernafasan akut melalui buliran cairan berukuran lebih kecil seperti aerosol [7]. Hal ini mengakibatkan resiko penyebaran virus melalui buliran cairan berukuran mikro meter (mikro droplet) atau aerosol menjadi sangat tinggi karena bisa melayang-layang lebih lama dan berdaya jangkau lebih lebar.

Video experimen yang diproduksi oleh TV NHK Jepang dan dilakukan di laboratory Toho University dengan high sensitivity camera ini, gambar 2, membuktikan aerosol dan mikro droplet yang dihasilkan oleh orang berbicara dan bersin bisa melayang lama dan menyebar lebih jauh NHK (https://www.youtube.com/watch?v=vBvFkQizTT4) [8]. Dari experimen ini diperlihatkan juga dengan membuka jendela ventilasi selama 1 jam, aerosol atau mikro droplet akan tersapu keluar dengan cukup berarti. Oleh karena itu, sistem ventilasi dan aliran udara menjadi sangat krusial untuk mengurangi konsentrasi aerosol dan mikro droplet yang sangat mungkin sudah tercemari Covid19.

Bulan Maret-April 2020 ini adalah perioda menegangkan karena kenaikan exponensial di hampir semua negara, bahkan di negara superpower seperti USA, Perancis, UK, Rusia juga terdampak sangat hebat, dan Indonesiapun ikut terkena dampak yang besar [9]. Sementara ini baru beberapa negara seperti China, Taiwan dan VietNam yang berhasil menekan laju penularan secara signifikan hingga titik nadir.

Penyebaran virus Covid19 yang mencemari buliran-buliran cairan akan tersebar dari mulut penderita Covid19 relatif dengan arah horizontal, buliran cairan dengan diameter besar akan lebih cepat jatuh dibandingkan buliran dengan diameter kecil. Sementara itu target penularan virus adalah mulut dan hidung dari orang-orang sekitarnya. Oleh karena itu, pemakaian masker secara massal dan menjaga jarak aman adalah “keharusan” untuk memotong penyebaran virus via aerosol dan droplet ini. Namun seringkali kondisi riil di dalam bus kota, di dalam kereta, ataupun di gedung tertutup tidaklah sesempurna harapan kita, selalu ada saja yang tidak patuh dengan kewajiban yang terlihat sederhana ini, mungkin karena tidak paham ataupun karena rasa pengap akibat memakai masker dan sebagainya. Ketidak patuhan ini menimbulkan resiko tinggi dalam hal penularan. Resiko akan menjadi rendah jika aktivitas berada di lahan terbuka terkena paparan UV-B ataupun UV-C matahari. Namun apabila aktifitas berada di ruang sirkulasi tertutup, seperti ruangan berAC, bus kota, kereta api, MRT, resikonya akan tinggi (gambar 2).

Langkah-langkah antisipasi supaya mengurangi resiko penularan dari penderita Covid-19 ke individu lain di sekitarnya adalah: menjaga jarak, memakai masker, beraktifitas di bawah terik sinar matahari supaya virus yang mencemari droplet atau aerosol menjadi rusak DNA-nya (terinaktivasi atau mati) karena paparan UV-B, ataupun dengan mengusahakan supaya buliran-buliran cairan aerosol dan droplet supaya jatuh sesegera mungkin dengan menghembuskan udara atau angin kebawah dengan kipas, ataukah inhaust fan, lihat gambar 3. Teknik menghembuskan udara (angin) secara vertikal kebawah ini menjadi solusi yang sederhana namun sangat efektif untuk mengurangi radius sebaran droplet atau aerosol didalam ruang tertutup, seperti: ruang pelayanan publik (kelurahan, kecamatan, bank), di dalam kendaraan angkutan massal seperti bus kota, kereta api, maupun pasar-pasar di dalam gedung, dan bahkan di dalam ruang periksa dokter ataupun ruang tunggu perawatan pasien positif corona.
Aliran udara berarah vertikal ke bawah akan membuat buliran-buliran cairan droplet dan aerosol yang menyebar dan melayang-layang di udara bisa diusahakan jatuh ke lantai sesegera mungkin, tidak menyebar lebih jauh, serta menjauh dari bagian tubuh yang paling riskan terhadap penularan yaitu mulut dan hidung. Tekanan udara kearah bawah serta gaya grafitasi membuat buliran cairan droplets ataupun aerosol akan lebih segera menempel di lantai (gambar 3), sehingga resiko droplet dan aerosol tersebar dan terhirup oleh hidung ataupun mulut individu-individu yang berada di sekitar penderita menjadi kian mengecil. Gambar 3 memperlihatkan ilustrasi aliran udara yang terhembus oleh kipas angin di langit-langit kereta api dan dilengkapi filter di bawah tempat duduk penumpang, mengakibatkan aerosol ataupun droplet terdorong lebih cepat jatuh ke lantai.

Gambar 4 memperlihatkan suasana didalam gerbong KRL, semburan udara AC terlihat dari arah samping. Kita hanya perlu menambahkan kipas di plafon supaya buliran mikro droplet dan aerosol yang melayang segera jatuh ke lantai. Bulir-bulir aerosol dan droplet yang jatuh akan menempel di lantai karena mekanisme adhesi, dan udara ruangan akan lebih steril. Aliran udara vertikal kebawah ini memang idealnya dalam fasa “laminar” supaya garis arusnya bisa cenderung lurus kebawah, sehingga aerosol dan droplet bisa secepat mungkin ditekan kebawah dan jatuh ke lantai, dan sisanya bisa dihisap oleh filter-filter di bawah tempat duduk penumpang. Aliran laminar salah satunya bisa diusahakan dengan kipas dengan sayap yang lebar. Dengan adanya aliran udara kearah bawah, udara akan lebih bersih dan terjaga dari aerosol ataupun mikro droplet yang melayang dan berkemungkinan tercemar virus.
Uji pengukuran dengan microscope contact angle di laboratorium RFI-Lab, gambar 5, memperlihatkan bahwa sudut kontak antara buliran cairan berukuran droplet dengan beberapa jenis bahan lantai memperlihatkan nilai sudut kurang dari 90 derajat. Lantai keramik=25 derajat, Lantai Vinyl (PVC) =34 derajat, Lantai Kayu terlapis pernish Polyurethane=66 derajat. Nilai sudut kontak cairan terhadap bahan lantai yang kurang dari 90 derajat ini menunjukkan bahwa buliran cairan cenderung menempel kuat di lantai karena mekanisme adhesi antara cairan dan bahan lantai. Tegangan permukaan (surface tension) antara cairan dan lantai lebih besar daripada gaya permukaan cairan-cairan, sehingga bulir-bulir aerosol dan mikrodroplet akan melekat ke lantai, tidak akan terpental keatas dan tidak akan menggelinding. Udara didalam ruangan akan lebih bersih dari aerosol dan mikro droplet yang mungkin tercemar virus. Sudut kontak kurang cairan-lantai yang dari 90 derajat menunjukkan sifat hydrophilic atau “suka” air, hal ini berbalikan dengan sifat hydrophobic yang “tak suka air”. Nilai cosinus sudut kontak ini sebanding dengan energy adhesi dari padatan ke cairan per unit luas. Oleh karenanya bahan APD (alat pelindung diri) serta pakaian maupun perangkat terpakai dari pekerja medis mungkin ada baiknya terbuat dari bahan yang hydrophobic (gambar 6), supaya bulir aerosol atau droplet yang menempel di pakaian APDnya mudah luruh dan jatuh kebawah sehingga kemungkinan penularan dapat dikurangi sekecil mungkin.
Teknik memotong resiko transmisi (penularan) aerosol dan droplet melalui aliran angin laminar berarah vertikal kebawah ini serupa dengan teknik yang sudah lazim dilakukan didalam bilik steril tertutup [10]. Teknik menghembuskan udara secara laminar selama ini dipakai untuk mencegah transmisi patogen atau kontaminasi partikel, baik untuk sampel biologis, wafer semikonduktor, perangkat peka partikel dan bahkan di ruang operasi (gambar 7). Aliran angin vertikal kebawah akan membawa aerosol dan droplet tercemar virus segera jatuh ke lantai, menjauh dari posisi tubuh paling riskan terhadap penularan yaitu mulut dan hidung.
Teknik membuat hembusan angin secara vertikal kebawah dengan memasang kipas angin di plafon-plafon ruangan tertutup dapat diusahakan secara massal dengan biaya murah namun efektif untuk membersihkan aerosol dan mikro droplet di udara yang berkemungkinan tercemar virus supaya segera jatuh ke lantai. Dan tentunya lantainya bisa didesinfektan dengan berkala dengan dilap atau dipel. Setelah semua penumpang turun dari kendaraan, lantai kereta api, KRL ataupun bus kota bisa didesinfektan ulang dengan disemprot atau dilap supaya virus di lantai terinaktifasi (mati).
Dengan mengusahakan hembusan angin berarah vertikal kebawah di ruang kereta api (KRL, MRT), bus kota, ruang periksa pasien, serta ruang-ruang publik dengan sirkulasi udara tertutup (AC) diharapkan rantai transmisi (penularan) virus Covid19 dapat diganggu secara berarti, sehingga penyebarannya bisa ditekan serendah mungkin. Hembusan aliran angin kebawah ini bisa dilakukan dengan teknik sederhana, murah, mudah, dan cepat dilaksanakan (dengan memasang kipas di plafon). untuk menekan penyebaran aerosol dan droplet tercemar virus yang sedang melayang di udara Tentunya juga tetap dilakukan sosialisi besar-besaran tentang kewajiban memakai masker (diiringi pembagian) secara massal massal dan kewajiban menjaga jarak aman (1.5 – 2 m).
Semoga pesan ini bisa tersampaikan kepada para pihak yang berwenang yang terkait dengan keselamatan dan kesehatan masyarakat (Kementerian Perhubungan, Pengelola MRT, KRL, Kementerian Kesehatan, PEMDA terkait, dan sebagainya)
Semoga Alloh SWT berkenan mengampuni dan melindungi bangsa besar ini, Rahman-RahimNYA serta berkahNYA tercurah lebat ke seluruh penjuru nusantara meredakan badai pandemik Covid19 di tanah air Indonesia Amiin YRA.
Tetap semangat Indonesia….

Referensi

[1] WHO, “Modes of transmission of virus causing COVID-19: implications for IPC precaution recommendations,” https://www.who.int/…/modes-of-transmission-of-virus-causin…, 2020.
[2] J. Sagripanti, V. Luzie, H. Marschall dan C. Lytle, “Inactivation of vaccinia virus by natural sunlight and by artificial UVB radiation,” Photochemistry and Photobiology, Willey Online Library, vol. 89(1), no. 1. doi: 10.1111/j.1751-1097.2012.01207.x., pp. 132-138, 2013.
[3] B. E. B. Nurhandoko, “Spektrum Sinar Matahari mengandung Desinfektan Alami,” https://www.researchgate.net/…/340130061_Spektrum_Sinar_Mat…, 2020.
[4] M. M. Weiss, M. Peter D. Weiss, M. Danielle E. Weiss dan J. B. Weiss, “Disrupting the Transmission of Influenza A: Face Masks and Ultraviolet Light as Control Measures,” American Journal Public Health;doi: 10.2105/AJPH.2006.096214, vol. 97, no. 1, pp. S32-S37, 2007.
[5] WHO, “WHO Infection Prevention and Control Guidance for COVID-19 available at https://www.who.int/…/tech…/infection-prevention-and-control,” WHO, 2019.
[6] W. H. Organization, “Modes of transmission of virus causing COVID-19: implications for IPC precaution recommendations,” 12 April 2020. [Online]. Available: https://www.who.int/…/modes-of-transmission-of-virus-causin…. [Diakses 12 April 2020].
[7] K. Tran, K. Cimon, M. Severn, C. L. Pessoa-Silva dan J. Conly, “Aerosol Generating Procedures and Risk of Transmission of Acute Respiratory Infections to Healthcare Workers: A Systematic Review,” Plos-One (https://doi.org/10.1371/journal.pone.0035797), vol. Vol.7, no. 4, p. e35797, 2012.
[8] NHK-Japan, “https://www.youtube.com/watch?v=vBvFkQizTT4”.
[9] https://www.worldometers.info/coronavirus/, 21 march 2020. [Online].
[10] G. Bodey, E. Freireich dan E. Frei 3rd, “Studies of patients in a laminar air flow unit,” Cancer, vol. 24, pp. 972-980, 1969.

Gambar mungkin berisi: satu orang atau lebih dan teks
Keterangan foto tidak tersedia.
Gambar mungkin berisi: dalam ruangan
Gambar mungkin berisi: teks
Gambar mungkin berisi: teks
Gambar mungkin berisi: orang duduk dan teks
Gambar mungkin berisi: teks

Tinggalkan komentar

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout /  Ubah )

Foto Google

You are commenting using your Google account. Logout /  Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout /  Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout /  Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: