감염 예방을 위한 손씻기 20초를 과학적으로 증명한 과학자

코로나 바이러스의 변이 중 하나인 오미크론 바이러스는 남아프리카 공화국에서 최초 발견된 이후 전 세계로 퍼져 나가고 있습니다. 그동안 유럽을 비롯한 많은 나라들이 백신 접종률이 높아짐에 따라 위드 코로나로 전환한 상태에서 사회적 거리두기가 완화되고 있는 시점에서 발생한 변이어서 그 전파가 더욱 빨랐던 것 같습니다.

우리나라에서도 위드 코로나 전환 한 달 만에 오미크론 변이 때문에 다시 사회적 거리두기가 시작되고 해외 입국자에 대한 자가 격리가 다시 부활하게 되었습니다.

위드 코로나때에도 그랬지만 더욱더 마스크 쓰기와 손 씻기를 게을리하지 말아야겠습니다.

손 씻기와 관련하여 세계 보건기구(WHO)가 권장하는 손 씻기 시간은 흐르는 물에 20초입니다. 이게 그냥 구호가 아님을 한 과학자가 밝혀냈습니다. 손 씻는 것이 감염을 막는데 효과적이라는 것은 누구나 알고 있지만 실제로 얼마나 씻어야 하는지에 대한 과학적 근거를 가지고 있지 못했습니다.

영국의 과학자 해먼드(Paul S. Hammond) 박사는 수학과 물리학을 이용하여 가장 효과적인 손씻기 시간을 계산해서 흥미를 주고 있는데요. 이 내용을 소개해 보고자 합니다.

 

손 씻기 시뮬레이션을 통한 바이러스가 제거되는 시간 측정

해먼드 박사는 손 씻기를 시뮬레이션함으로써 윤활 이론을 바탕으로 바이러스 및 박테리아와 같은 입자가 손에서 제거되는 시간을 추정했습니다. 양손의 표면을 물결 모양의 표면으로 가정하고 이 물결 모양의 표면에 붙어있는 입자(바이러스 및 세균)가 물에 의해 씻겨 나가는 것을 수학적 모델로 만들어 계산하였습니다.

입자 탈출 시뮬레이션

수학적 모델에서 손의 거친 표면 아래에 숨어 있는 입자를 물이 씻어낼 수 있게 하기 위해서는 흐르는 물의 세기가 크거나 손의 움직임 속도가 빨라야 함을 계산해 냈습니다.

이 시뮬레이션을 통해 입자가 어떻게 움직이는지 알아낼 수 있고 제거되는지 알 수 있다고 해먼드 박사는 말하고 있습니다. 그 과정을 셔츠에 묻은 얼룩을 문지르는 것과 같다고 하며 문지르는 움직임이 빠를수록 얼룩이 더 잘 제거되는 것과 같은 원리라고 보고 있습니다.

해먼드 박사는 더불어 “씻는 손을 너무 부드럽게 또는 너무 천천히 움직이면 흐르는 유체에 의해 생성되는 힘이 입자(바이러스 및 세균)을 제거할 만큼 충분히 크지 않다”라고 하였습니다.

 

해먼드 박사 모델이 갖는 의의

해먼드 박사의 모델에 따르면 바이러스와 박테리아를 제거하려면 약 20초간의 양 손을 문지르는 격렬한 움직임이 필요하다는 것을 알 수 있습니다. 어쩌면 너무 당연한 얘기를 하고 있다고 생각할 수 있지만 이 당연한 얘기를 물리학적으로 수학적으로 증명했다는 것에 의의가 있습니다.

이 증명은 비누를 사용하지 않았을 때를 가정한 것으로 비누나 세정제를 이용하면 더 빠른 시간에 손에 묻은 바이러스를 제거할 수 있을 것입니다.

중요한 것은 우리는 코로나 바이러스에 대비해 마스크를 잘 쓰는 것은 물론 자주 흐르는 수돗물에 손을 잘 비벼가며 20초 정도는 씻어야 한다는 점이겠습니다. 이제는 누가 20초간 손 씻지 않는 사람들에게 이 글을 보여주고 과학적인 근거라며 얘기할 수 있게 되었습니다.

관련 문서 : https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0060307

Will we ever wash our hands of lubrication theory?