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24. November 2020

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Längere und weitere Übertragung der Corona-Tröpfchen belegt

Längere und weitere Übertragung der Corona-Tröpfchen belegt©Pexels.com/Benjamin Belagović

Abstandsregelung und Masken sind nicht genug, so TU-Wien und internationale Partnerunis in einer neuen Messmethode zur Tröpfchenverbreitung. Diese können 15 Minuten aktiv bleiben und Krankheit über mehrere Meter übertragen.

(red/mich/czaak) Maske tragen, Abstand halten, Menschenmassen meiden – das sind aktuell die wichtigsten Empfehlungen, um die COVID-19-Epidemie einzudämmen. Die wissenschaftlichen Grundlagen für diese Maßnahmen sind allerdings Jahrzehnte alt und entsprechen nicht mehr dem aktuellen Stand des Wissens. Für eine entsprechende Aktualisierung haben sich nun mehrere Forschungsgruppen aus dem Bereich der Fluiddynamik zusammengeschlossen und eine neue Modellmethode zur Ausbreitung infektiöser Tröpfchen entwickelt.

Eine klare Erkenntnis dabei lautet: Masken tragen und Abstände einhalten ist sinnvoll, man sollte sich dadurch aber nicht in falscher Sicherheit wiegen. Auch mit Maske können infektiöse Tröpfchen über mehrere Meter übertragen werden und länger in der Luft verweilen als bisher gedacht. Am Forschungsprojekt beteiligt war die TU Wien, die Universität von Florida (US), die Sorbonne in Paris (FR), Clarkson University (US) sowie das MIT in Boston (US). Das neue Fluiddynamik-Modell für infektiöse Tröpfchen wurde bereits im renommierten Fachjournal „International Journal of Multiphase Flow“ publiziert.

Neue Betrachtung der veralteten Daten
„Das bisher weltweit akzeptierte Bild der Ausbreitung von Tröpfchen stützt sich auf Messungen aus den 1930er und 40er Jahren“, sagt Alfredo Soldati vom Institut für Strömungsmechanik und Wärmeübertragung der TU Wien. „Wir vermuten jedoch, dass man besonders kleine Tröpfchen damals noch gar nicht zuverlässig messen konnte.“ In den bisherigen Modellen wurde streng zwischen großen und kleinen Tröpfchen unterschieden. Die großen werden von der Schwerkraft nach unten gezogen, die kleinen bewegen sich zwar fast geradlinig vorwärts, verdunsten aber sehr schnell.

Aus strömungsmechanischer Sicht (Anm. Mehrphasenströmung) ist die Situation komplizierter: Die Partikel selbst sind flüssig, sie bewegen sich aber in einem Gas. „Kleine Tröpfchen hat man bisher als harmlos betrachtet, doch das ist eindeutig falsch“, erklärt Soldati. „Auch wenn Wassertröpfchen verdunsten, bleibt ein Aerosol-Partikel zurück, der das Virus enthalten kann. So können sich Viren über Distanzen von mehreren Metern ausbreiten und lange Zeit in der Luft bleiben“, erläutert der Spezialist für derartige Mehrphasenphänomene.

Kleine Tröpfchen bis zu 15 Minuten und mehreren Metern aktiv
Ein Partikel mit einem Durchmesser von 10 Mikrometern (Anm. durchschnittliche Größe ausgeworfener Speicheltropfen) braucht in typischen Alltagssituationen fast 15 Minuten, bis es zu Boden gefallen ist. Man kann also auch mit Einhaltung der Abstandsregelung in Kontakt mit Viren kommen – etwa in einem Lift, der kurz vorher von infizierten Personen benutzt wurde. Sehr problematisch sind Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit, etwa schlecht gelüftete Besprechungsräume. Besondere Vorsicht ist im Winter geboten, weil dann die relative Luftfeuchtigkeit höher ist als im Sommer.

„Abstandsregeln und Masken sind nützlich, weil sie große Tröpfchen aufhalten. Unsere Erkenntnisse belegen nun aber, dass beides keinen garantierten Schutz bieten kann“, betont Soldati. Mit dem neuen mathematischen Modell und den laufenden Simulationen kann man die Konzentration Virus tragender Tröpfchen in unterschiedlichen Distanzen zu unterschiedlichen Zeiten berechnen. „Bei politischen Entscheidungen über Corona-Schutzmaßnahmen hat man bisher hauptsächlich Studien aus dem Bereich der Virologie und Epidemiologie herangezogen. Wir hoffen, dass in Zukunft auch die Erkenntnisse aus der Fluidmechanik miteinbezogen werden“, appeliert Alfredo Soldati.

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red/mich/czaak, Economy Ausgabe Webartikel, 26.10.2020