Hoe groot is de kans dat je het coronavirus oploopt? Een nieuwe – losjes op de Vergelijking van Drake gebaseerde – formule geeft daar meer inzicht in.

Er wordt dit jaar door iedereen een hoop gewikt en gewogen. Want natuurlijk hebben we allemaal zin om een bioscoopje te pakken. Maar is dat wel verantwoord in deze tijd? En hoe zit dat met een dagje pretpark? Of sporten in de sportschool? Voortdurend proberen we grip te krijgen op de risico’s die we lopen en op basis daarvan een – in onze eigen ogen – verantwoorde keuze te maken. En dat is nog niet zo gemakkelijk.

Formule
Amerikaanse onderzoekers van de Johns Hopkins Whiting School of Engineering proberen het iets eenvoudiger te maken. Ze presenteren in een recent verschenen onderzoek een formule waarin alle factoren die van invloed zijn op de besmettingskansen zijn opgenomen en die dus meer inzicht kan geven in de risico’s die je onder verschillende omstandigheden loopt.


De formule is losjes gebaseerd op de wereldberoemde Vergelijking van Drake, waarmee radioastronoom Frank Drake een inschatting maakt van het aantal intelligente beschavingen in onze Melkweg. “De Vergelijking van Drake bevat een aantal factoren dat – wanneer je die factoren met elkaar vermenigvuldigt – resulteert in het aantal beschavingen in onze Melkweg waarmee de mensheid op ieder moment kan communiceren,” vertelt onderzoeker Rajat Mittal aan Scientias.nl.

De Vergelijking van Drake
Hoeveel intelligente beschavingen zijn er die in staat zijn om met ons te communiceren? Het antwoord op die vraag is niet zo gemakkelijk te geven. En daarom ontwikkelde Frank Drake zijn beroemde vergelijking. Deze bestaat uit verschillende factoren die stuk voor stuk van invloed zijn op het aantal intelligente beschavingen in onze Melkweg. De formule luidt als volgt: het gemiddelde aantal sterren dat per jaar in onze Melkweg wordt geboren x de fractie van die sterren met planeten x het gemiddelde aantal Aarde-achtige planeten x fractie van die planeten waar zich leven ontwikkelt x fractie van die planeten waar zich intelligent leven ontwikkelt x fractie van die planeten waar zich een technologie ontwikkelt (waaronder radiozenders, waarmee de aliens kunnen communiceren) x de gemiddelde levensduur van communicerende beschavingen in jaren.

Van veel van deze factoren is de waarde niet bekend, maar dat maakt de vergelijking niet minder waardevol, zo stelt Mittal. “De kracht van deze vergelijking zit niet in het feit dat deze ons in staat stelt om met enige zekerheid het aantal intelligente beschavingen in onze Melkweg in te schatten, maar in het feit dat deze ons ons in staat stelt om de belangrijkste factoren die van invloed zijn op iets waar je lastig een inschatting van maakt – namelijk het aantal intelligente levensvormen dat elders in onze Melkweg te vinden is – eenvoudig te begrijpen. En ik dacht dat een vergelijkbare vergelijking kon worden opgesteld voor de kans dat je COVID-19 via de lucht oploopt en dat zo’n vergelijking het voor eenieder gemakkelijker zou kunnen maken om de factoren die een rol spelen in de kans op besmetting, te begrijpen.”

Omstandigheden
Iedereen weet dat SARS-CoV-2 zich voornamelijk via de lucht verspreidt. Bijvoorbeeld als coronapatiënten hoesten, niezen, praten of ademhalen. Maar de kans dat zij zo daadwerkelijk iemand anders besmetten, is – net als de kans dat er in onze Melkweg talloze intelligente beschavingen te vinden zijn – sterk afhankelijk van de omstandigheden. Rajat en collega’s hebben nu al die omstandigheden in kaart gebracht en gevangen in een formule: de Contagion Airborne Transmission inequality, of kortweg CAT inequality.


De formule. Afbeelding: Marissa Lanterman / Johns Hopkins University.

Tien factoren
De formule bestaat uit tien factoren en als je die met elkaar vermenigvuldigt, rolt daar de kans op besmetting uit. Wie nu zijn rekenmachine al in de aanslag heeft om even door te rekenen hoe groot de besmettingskans in de sportschool of bioscoop is, komt echter bedrogen uit. Want net als de Vergelijking van Drake bevat ook de CAT inequality factoren waarvan we de waarde (nog) niet kennen. Zo weten we bijvoorbeeld nog niet hoeveel virusdeeltjes je in moet ademen om besmet te raken. En zullen de meesten ook niet paraat hebben hoeveel druppels een gemiddeld mens tijdens het praten uitstoot en hoeveel van die druppeltjes je inademt als je geen mondkapje draagt (of juist wel). Maar dat doet niets af aan de waarde van de formule, zo stelt Mittal. “Voor de gemiddelde persoon is het met name belangrijk dat deze zich bewust is van de factoren die een rol spelen in de verspreiding van het virus. Dus je hoeft bijvoorbeeld niet te weten hoeveel druppels iemand per seconde uitstoot, zolang je maar begrijpt dat het aantal druppels (en daarmee dus ook de besmettingskans, red.) toeneemt wanneer iemand een heel snelle ademhaling heeft (in plaats van een normale ademhaling). Want als je dat weet, kun je beter beoordelen wat je in bepaalde situaties het beste kan doen. Zo tonen wij met behulp van het model bijvoorbeeld aan dat de kans op besmetting in een sportschool, waar iedereen aan het sporten en snel aan het ademhalen is, wel een factor 200 hoger kan liggen (zie kader, red.).”

In de sportschool
Dat de kans op besmetting sterk afhankelijk is van de omstandigheden, blijkt heel mooi uit het voorbeeld dat de onderzoekers aanhalen: de sportschool. Het is algemeen bekend dat de kans op besmetting binnenshuis veel groter is dan buitenshuis. Maar hoeveel risicovoller is een bezoekje aan de sportschool, ten opzichte van een rondje hardlopen in de buitenlucht? “Stel je twee mensen voor die in een sportschool op een hardloopband bezig zijn,” vertelt Mittal. “Beide mensen ademen harder dan normaal. De geïnfecterde persoon ademt meer druppeltjes uit en de niet-geïnfecteerde persoon ademt er meer in. In zo’n afgesloten ruimte kan de kans op besmetting met een factor 200 toenemen.” Maar stel je nu voor dat beide personen een N95-mondkapje dragen. Dan neemt de kans op besmetting met een factor 400 af en zakt de ingeschatte kans op besmetting onder de 1 procent. Of stel je voor dat de personen niet vlak naast elkaar aan het sporten zijn, maar geruime afstand houden. Dan kan de besmettingskans ook flink afnemen; voor elke verdubbeling van de afstand, halveert de kans op besmetting.

De tien variabelen tellende formule maakt heel duidelijk dat de verspreiding van SARS-CoV-2 een tamelijk complexe aangelegenheid is, waarbij heel veel verschillende factoren een rol spelen. Veel van die factoren hebben we bovendien nog niet helemaal helder, maar Mittal hoopt dat daar – mede dankzij de formule – op korte termijn verandering in komt. “De vergelijking onthult voor het eerst op systematische wijze alle belangrijke variabelen. Onderzoekers uit verschillende onderzoeksgebieden kunnen nu vaststellen welke van deze variabelen de grootste gaten in onze kennis vertegenwoordigen. In mijn optiek zijn het aantal virusdeeltjes per druppel en het minimale aantal virusdeeltjes dat je moet inademen om geïnfecteerd te worden toch wel de twee grootste onbekende factoren.”

Ook met deze formule is het dus niet mogelijk om exact te berekenen hoe groot je besmettingskansen per situatie zijn. Maar je kunt deze wel gebruiken om inzicht te krijgen in de verschillende factoren die van invloed zijn op je besmettingskansen. En dus ook om verschillende situaties met elkaar te vergelijken en zo inzicht te krijgen in hoe je de kans op besmetting zo klein mogelijk kan houden. En daar is het de onderzoekers natuurlijk om te doen. Want waar Drake met zijn vergelijking richting wilde geven aan de zoektocht naar buitenaards leven en zo een eventuele ontmoeting met aliens wilde bespoedigen, hoopt Mittal met zijn formule juist heel wat ontmoetingen met SARS-CoV-2 te voorkomen.