Simu­la­tio­nen der TU-Wien zei­gen eine län­gere Halt­bar­keit von Tröpf­chen mit Coro­na­vi­ren in mensch­li­chen Luft­um­ge­bun­gen. Eine große Rele­vanz hat dabei die jeweils aktu­elle Luftfeuchtigkeit.

Im Win­ter herrscht bei vira­len Krank­hei­ten eine grö­ßere Anste­ckungs­ge­fahr als im Som­mer. Das gilt für Corona oder auch für Influ­enza, vulgo die Grippe und für andere virale Erkran­kun­gen. Eine wesent­li­che Rolle spielt dabei die rela­tive Luft­feuch­tig­keit. Diese ist im Win­ter höher als im Som­mer, erkenn­bar etwa an der Kon­den­sa­tion des Atems zu Tröpf­chen in der kal­ten Luft. 

Bei vira­len Krank­hei­ten wie Corona zeig­ten bis­he­rige Erfah­run­gen, dass nur große Tröpf­chen eine rele­vante Anste­ckungs­ge­fahr aus­lö­sen, kleine Tröpf­chen ver­duns­ten schnel­ler. Die TU-Wien zeigte nun in Zusam­men­ar­beit mit der Uni­ver­si­tät Padua, dass durch die hohe Feuch­tig­keit der Atem­luft auch kleine Tröpf­chen viel län­ger in der Luft blei­ben. „Der Zeit­raum kann bis zu meh­re­ren Stun­den sein“, so die TU-Wien zu economy.

Umfang­rei­che Simu­la­tio­nen und lebens­nahe Experimente
Grund­sätz­lich befin­den sich die infek­tiö­sen Viren beim Aus­at­men in Flüs­sig­keits­tröpf­chen unter­schied­li­cher Größe und dazwi­schen befin­det sich Gas. Diese Mischung führt zu einem kom­pli­zier­ten Strö­mungs­ver­hal­ten : Sowohl Tröpf­chen als auch Gas bewe­gen sich, beide Kom­po­nen­ten beein­flus­sen ein­an­der, und die Tröpf­chen kön­nen dabei ver­duns­ten und selbst zum Gas werden. 

Um die Aus­brei­tung von Tröpf­chen und Atem­luft auch bei unter­schied­li­cher Tem­pe­ra­tur und Luft­feuch­tig­keit zu berech­nen, wurde an der TU Wien nun eine auf­wän­dige Com­pu­ter­si­mu­la­tio­nen ent­wi­ckelt. Zusätz­lich wurde einem Kopf aus Kunst­stoff eine Düse mit einem elek­tro­ma­gne­tisch gesteu­er­ten Ven­til ein­ge­baut, um auf prä­zise defi­nierte Weise ein Gemisch aus Tröpf­chen und Gas zu versprühen. 

Kleine Tröpf­chen län­ger infek­tiös als angenommen
Der ganze Vor­gang wurde mit Hoch­ge­schwin­dig­keits­ka­me­ras auf­ge­zeich­net und so konnte exakt gemes­sen wer­den, wel­che Tröpf­chen wie lange in der Luft blei­ben. Das For­schungs­pro­jekt wurde vom Insti­tut für Strö­mungs­me­cha­nik und Wär­me­über­tra­gung der TU-Wien unter Lei­tung von Alfredo Sol­dati gemein­sam mit der Uni Padua und dem Team von Fran­cesco Picano umge­setzt. Die Publi­ka­tion erfolgte bereits im inter­na­tio­nal renom­mier­ten Fach­jour­nal PNAS.

„Kleine Tröpf­chen blei­ben län­ger in der Luft als bis­her gedacht. Ent­schei­dend für die Ver­duns­tungs­rate ist die lokale Feuch­tig­keit direkt am Auf­ent­halts­ort des Tröpf­chens“, erläu­tert Alfredo Sol­dati. „Die aus­ge­at­mete Luft ist viel feuch­ter als die Umge­bungs­luft und das lässt kleine Tröpf­chen lang­sa­mer ver­duns­ten. Ver­duns­ten dann die ers­ten Tröpf­chen, führt das lokal wie­der zu einer höhe­ren Feuch­tig­keit und zu einer wei­te­ren Ver­zö­ge­rung der Ver­duns­tung ande­rer Tröpf­chen“, unter­streicht Soldati.