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椅子取りゲーム? 座席を切り替えることでオーケストラの無駄を減らすことができる理由。

楽器が人なら、トランペットは超散文になります。 トランペット奏者がノズルに吹き込むと、エアロゾルと呼ばれる小さな呼吸器飛沫がミュージシャンの口から移動し、銅管を通って空気中に噴霧されます。

致命的なパンデミックの最中に、ミュージシャンがうっかり感染性ウイルスを吐き出すと、オーケストラに潜在的な問題を引き起こします。 音楽の健康被害はトランペットだけではありません。

「管楽器は呼吸液滴噴霧器のようなものです」と、ユタ大学の化学技術者で数値流体力学の専門家であるTonySaad氏は述べています。

Saad博士と同僚​​は、ミュージシャンの再配置という単純だが劇的な変更により、ステージ上でのエアロゾルの蓄積を大幅に減らすことができると報告しています。 新しい研究で、水曜日にサイエンスアドバンシスに掲載されました。

この行為は、ユタ交響楽団が安全に演奏に戻ることができるかどうか、そしてどのようにしたらよいか疑問に思い始めた昨年の夏に始まりました。

「彼らは、人々がある程度信頼できる緩和戦略への洞察を提供できる人々を探していました。」 ユタ大学の化学技術者であり、研究の著者の一人であるジェームズ・サザーランドは述べた。

研究者たちは、シンフォニーのコンサートホールの詳細なコンピューターモデルを作成し、各ベントの位置とHVACシステムを通過する空気の流量に注目しました。

次に、彼らは各ミュージシャンに典型的な場所を割り当てました。 ユタ交響楽団は、ほとんどの現代のオーケストラと同様に、ステージの前に弦楽器、続いて数列の木管楽器と金管楽器(フルートとオーボエ、ファゴットとクラリネット、フランスのトランペットとトランペット。 トロンボーンとパーカッションのセクションはステージの後ろに配置されました。

コンサート中のエアロゾルの広がりをモデル化するために、彼らはそれらを組み合わせました 最近の研究 ミネソタ大学の機械エンジニアであるJiarongHongが率いる。 ミネソタ管弦楽団と協力して、Hong博士らは、さまざまな管楽器から放出されるエアロゾル粒子の濃度とサイズを測定しました。 (彼らの調査結果の中で:トランペット、バストロンボーン、オーボエが最も高いリスクをもたらしました。)

これらのパラメータを設定した状態で、Saad博士とSutherland博士は、コンピュータ流体力学シミュレーションと呼ばれるものを使用して、すべてのミュージシャンが演奏しているときに空気とエアロゾルがユタコンサートホールをどのように流れるかをモデル化しました。

シミュレーションにより、複雑な気流パターンが明らかになりました。 一般的に、空気は天井の給気口からステージ後部の床の給気口に流れ落ちます。 しかし、彼らはまた、ステージの前と後ろの2つの異なるサイクルも形成していることを発見しました。 「これらの大きな地域が大きなハリケーンのようにリサイクルされているのがわかります」とSaad博士は言いました。

エアロゾルはこれらの渦に巻き込まれ、ステージの周りを循環し、時間の経過とともに蓄積する可能性があります。

大きくて焦点の合った霧の雲を放出する角は、特定の問題を引き起こしました。 エアロゾルプルームがステージの後ろにある通気口に向かって移動すると、エアロゾルプルームはパフォーマーの呼吸エリアをまっすぐ通過しました。

「これを見て、 『これは大きな問題だ。解決しなければならない』と言った」とサザーランド博士は語った。これらのツールのいくつか。

彼らはその考えが物議を醸すかもしれないことを知っていました。 オーケストラは、音響と伝統の両方を含む理由から、一般的に何十年も同じように配置されてきました。 「私たちはプロジェクトを開始したときに彼らに尋ねました。 『私たちはどのような制限に取り組む必要がありますか? サザーランド博士は言った:私たちは人々を動かすことができますか? そして彼らは言った、「あなたはリスクを軽減するためにあなたができると思うすべてをします。 「」

彼らはトランペットをステージの後ろ、空気の戻り口の隣に移動しました。 次に、他の管楽器をステージの中央から移動し、後部の通気口の近くか、開くことを提案したステージのドアに移動しました。

チームは、これらの動きによって、エアロゾルが他のミュージシャンの呼吸領域を通過したり、ステージ上の渦に落ちたりすることなく、コンサートホールから直接流れることができるようになることを望んでいます。 「喫煙者を窓の近くに座らせたい」とサード博士は言った。 「まさにそれが私たちがここでしたことです。」

最後に、ミストをまったく発生させない楽器(ピアノと打楽器)をステージの中央に移動しました。 一緒に、研究者の計算によると、これらの変更はミュージシャンの呼吸領域の平均エアロゾル濃度を減少させました。

チームは、正確な気流パターンはどこでも異なるが、一般原則はどこでも維持されるべきであると述べた。 オーケストラは、リスクの高い楽器を開いたドアや還気口の近くに配置することで、エアロゾルの拡散のリスクを減らすことができます。 (研究者たちは、独自のコンピューターモデルを作成できないオーケストラが、霧の楽器をステージに置き、霧がどのように流れるかを追跡できることを示唆しました。)

ユタの研究に関与していなかったホン博士は、モデリング作業を賞賛しました。 「オーケストラホール内の流れをシミュレートすることは簡単ではありません」と彼は言いました。 「彼らは流れの特性に関して素晴らしい仕事をしました。」

しかし彼は、ミュージシャンを動かすことが本当に実用的な解決策であるかどうか疑問に思いました。 「私たちはミュージシャンと緊密に協力しており、彼らは彼らを再配置したくない」と彼は言った。 (しかし、彼は「学生バンドにとっては、それはまったく問題ないと思います」と述べました。)

代わりに、彼は、同じように型破りではあるが、別の解決策を提案しました。それはツールマスクです。 最近の研究トランペットのベルを単層の音響組織で覆うと、音質を損なうことなく粒子状物質の排出を約60%削減できることがわかりました。

ユタ交響楽団は、その一部として、座席の再考に開かれていることが証明されています。 そして、去年の秋にステージに上がったとき、彼女はステージのドアを開けて、後部に管楽器を置いてステージに上がりました。

「これはミュージシャンにとって大きな課題でした」と、ユタ交響楽団とユタオペラの社長兼最高経営責任者であるスティーブンプロスビックは述べています。 「しかし、彼らは皆飛び込んで、 『行こう、やってみよう』と言った。」

Brosvik氏は、ミュージシャンが新しい配置に慣れるために数週間かかり、今秋には従来の座席配置に戻る予定であると述べました。 しかし、シミュレーションはミュージシャンに安心感を与え、ステージに戻ることを可能にしました、と彼は言いました、「私たちにとって、それはそのような人生を変えるものでした」。

研究者たちは、ミュージシャンが異常な解決策を採用することをいとわないことに満足していましたが、彼らの発見は他のミュージシャンよりも多くのミュージシャンを襲った可能性があります。 サザーランド博士が言ったように、「私たちは事前に角に謝罪しなければなりませんでした」。

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