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Neue Messmethode dokumentiert Bewegungen infektiöser Aerosole

by Team-PBK November 22, 2021 No Comments

Ein von der TU Graz mit­ent­wi­ckel­tes Mess­ver­fah­ren lässt Viren­be­we­gun­gen in Innen­räu­men sicht­bar wer­den. Mit die­ser Metho­de kön­nen räum­li­cher Maß­nah­men so opti­miert wer­den, dass das Über­tra­gungs­ri­si­ko – bei­spiels­wei­se von Coro­na­vi­ren – über die Luft mini­miert wer­den kann.

Sind gemeinsam Corona-Partikeln in Innenräumen auf der Spur (v. l.): Roman Czech (Cleanroom Technology Austria GmbH), Stefan Radl (TU Graz) und Bernhard Damberger (IBO Innenraumanalytik OG). Abbildung: CTA
Sind gemein­sam Coro­na-Par­ti­keln in Innen­räu­men auf der Spur (v. l.): Roman Czech (Cle­an­room Tech­no­lo­gy Aus­tria GmbH), Ste­fan Radl (TU Graz) und Bern­hard Dam­ber­ger (IBO Innen­raum­ana­ly­tik OG). Abbil­dung: CTA

Vie­le Fra­gen schwir­ren vor allem Mit­ar­bei­ten­den seit dem Beginn der Coro­na-Pan­de­mie im Kopf her­um: Wie viel Abstand muss ein­ge­hal­ten wer­den, damit eine Über­tra­gung des Coro­na­vi­rus über die Luft nicht mög­lich ist? Ist das Tra­gen einer FFP2-Mas­ke am Arbeits­platz erfor­der­lich? Gibt es Stel­len, an denen sich die Luft län­ger hält und eine Lüf­tungs­an­la­ge nach­ge­rüs­tet wer­den muss? Ant­wor­ten auf die­se Fra­gen will ein neu­es Mess­ver­fah­ren geben, wel­ches im Rah­men des FFG-For­schungs­pro­jekts Prüf-Covid ent­wi­ckelt wor­den ist.

Zentraler Baustein der Messmethode: die Tracergase

Mit soge­nann­ten Tra­cer­ga­sen kann die Ver­tei­lung von Coro­na-Par­ti­keln und ande­ren infek­tiö­sen Aero­so­len nach­ge­ahmt wer­den. Die­se CO2-basier­te Gas­mi­schung wur­de am Insti­tut für Pro­zess- und Par­ti­kel­tech­nik der TU Graz ent­wi­ckelt. „Das Tra­cer­gas ver­hält sich gleich wie Aero­so­le mit Coro­na­vi­ren. Die Her­aus­for­de­rung bestand dar­in, eine Mischung zu fin­den, die einer­seits gut und ein­fach mess­bar ist und die die Bewe­gung von infek­tiö­sen Aero­so­len gut beschreibt“, erläu­tert TU-Graz-For­scher Ste­fan Radl.

Zeitlich gemittelte Aerosolkonzentration bei realer Atmung (links) bzw. Tracergaskonzentration für verschieden temperierte Tracergase beim kontinuierlichen Einströmen (mitte, rechts). Abbildunf: Radl, TU Graz
Zeit­lich gemit­tel­te Aero­sol­kon­zen­tra­ti­on bei rea­ler Atmung (links) bzw. Tra­cer­gas-Kon­zen­tra­ti­on für ver­schie­den tem­pe­rier­te Tra­cer­ga­se beim kon­ti­nu­ier­li­chen Ein­strö­men. Abbil­dung: Radl, TU Graz

Unter Berück­sich­ti­gung die­ser Fak­to­ren sowie von Para­me­tern, die die Aero­sol-Über­tra­gung beein­flus­sen – wie Licht, Tem­pe­ra­tur, Raum­feuch­te oder Belüf­tung – berech­ne­ten die For­scher mit­hil­fe von Simu­la­tio­nen jene Mischung, die dem Aus­brei­tungs­ver­hal­ten der nur weni­ge Mikro­me­ter gro­ßen Coro­na-Par­ti­kel in war­mer Atem­luft am nächs­ten kommt. Dabei ist vor allem das Aus­brei­tungs­ver­hal­ten in der ver­ti­ka­len Rich­tung inter­es­sant: Atem­luft und dar­in ent­hal­te­ne Aero­sol­par­ti­kel stei­gen typi­scher­wei­se an die Decke eines Raumes.

Versuche mit beheizbaren Dummys

Die zwei­te Säu­le der Mess­me­tho­de bil­den­den Dum­mys, die die mensch­li­che Wär­me­ab­ga­be simu­lie­ren. Bis­he­ri­ge Raum­luft­tests fan­den haupt­säch­lich in lee­ren Räu­men statt. Doch bei der Aus­brei­tung von Aero­so­len spielt die Ther­mik eine bedeu­ten­de Rol­le. Die­se wird von der mensch­li­chen Kör­per­wär­me mit beein­flusst. „Ist eine Per­son im Raum anwe­send, treibt sie mit ihrer Kör­per­tem­pe­ra­tur die Luft­strö­mung an und bestimmt damit wesent­lich, wie sich Aero­so­le ver­tei­len, wie lan­ge sie sich in der Luft hal­ten und ob und wann sie zu Boden sin­ken“, erklärt Radl.

Messmethode in der Anwendung

Der Hygie­ne­spe­zia­list IBO Innen­raum­ana­ly­tik hat das Mess­ver­fah­ren in sein Dienst­leis­tungs­port­fo­lio auf­ge­nom­men. Unter­neh­men kön­nen damit das rela­ti­ve Risi­ko einer Coro­na-Über­tra­gung in Innen­räu­men ermit­teln. „Infra­ge kom­men dabei alle Räum­lich­kei­ten mit hoher Raum­aus­las­tung und Per­so­nen­fre­quenz. Das kön­nen öffent­li­che Ver­kehrs­mit­tel genau­so sein wie Groß­raum­bü­ros oder Opern- und Kon­zert­häu­ser sowie ande­re Ver­an­stal­tungs­sä­le“, nennt Peter Tapp­ler, Geschäfts­füh­rer von IBO Innen­raum­ana­ly­tik, eini­ge Bei­spie­le und lie­fert sogleich Argu­men­te für die Mes­sun­gen. „Fal­len die Ergeb­nis­se nicht zufrie­den­stel­lend aus, kann ent­spre­chend nach­ge­bes­sert wer­den, etwa durch Sitz­platz­ver­tei­lung oder punk­tu­ell ange­pass­ter Raum­be­lüf­tung. Ist der Raum hin­ge­gen virus­si­cher, ist das in der heu­ti­gen Zeit ein gewich­ti­ges Signal an das Sicher­heits­be­dürf­nis der jewei­li­gen Zielgruppen.“

Denn schließ­lich möch­ten Büro­be­schäf­tig­te sich dort auf­hal­ten, wo sie sich sicher füh­len können.

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