Corona - Neues Verfahren misst infektiöse Aerosole in Innenräumen

Nach einer kurzen Phase der Entspannung hält das Coronavirus Österreich wieder im Atem. Sicherheitsmaßnahmen für Aktivitäten in Innenräumen mit mehreren Menschen rücken wieder in den Mittelpunkt, denn die Qualität der Atemluft trägt zur Eindämmung von Ansteckungen bei. Ob die Räume ausreichend belüftet sind oder ob sich verunreinigte Luft an gewissen Stellen länger hält und die Lüftung verbessert werden muss, kann ein Verfahren ermitteln, das im Rahmen des FFG-Forschungsprojekts "Prüfverfahren-Covid" von der TU Graz gemeinsam mit der Wiener IBO Innenraumanalytik entwickelt wurde. Es soll zeigen, ob die gewählte Lüftungsart bei einer Standardnutzung zu einer effizienten Abfuhr der unerwünschten Aerosole führt.

Basis des Verfahrens ist ein sogenanntes Tracergas, mit dem die Verteilung der Corona-Partikel bzw. anderer infektiöser Aerosole modelliert werden kann. Die auf CO2 basierende Gasmischung wurde am Institut für Prozess- und Partikeltechnik der TU Graz entwickelt: "Wir haben ein Tracergas vorgeschlagen, das sich wie die Atemluft des Menschen verhält, die Bewegung von infektiösen Aerosolen gut beschreibt, das einfach zu detektieren ist und sich vergleichsweise günstig ist", schilderte Stefan Radl von der Arbeitsgruppe Simulation Science gegenüber der APA. Den Grazer Forscher interessiert zudem speziell, wie man den Partikeltransport und Mischvorgänge von komplexen Fluiden möglichst genau beschreiben und simulieren kann.

Unter Berücksichtigung von Parametern, die die Aerosol-Übertragung beeinflussen - wie Licht, Temperatur, Raumfeuchte oder Belüftung - erhob das Team mithilfe von Simulationen und Berechnungen jene Mischung, die dem Ausbreitungsverhalten der nur wenigen Mikrometern großen Coronaviruspartikeln in der Atemluft am nächsten kommt. Dabei war vor allem das vertikale Ausbreitungsverhalten von Interesse, da die warme Atemluft und darin enthaltene Aerosolpartikel typischerweise in Richtung der Decke eines Raumes steigen. "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", erklärte Radl.

Beheizbare Puppen helfen bei der Überprüfung

Die luftgetragene Ausbreitung ausgeatmeter Aerosole wird anhand von eigens entwickelten, beweglichen und beheizten Puppen (Dummies) überprüft, die die menschliche Wärmeabgabe simulieren können. Sie verkörpern die "Spreader", aus denen das Tracergas kontinuierlich ausströmt. Mit mobilen Sensoren, die an neuralgischen Punkten im Raum angebracht waren, wurden die Emissionen gemessen.

Um die Messmethode abzusichern, wurden mit dem Wiener Neudorfer Reinraumspezialisten Cleanroom Technology Austria Messungen mit speziellen Prüf-Aerosolen aus der Reinraumtechnik durchgeführt. In sogenannten Computational Fluid Dynamics (CFD)-Simulationen haben die Experten unterschiedliche Szenarien für optimale Bedingungen ermittelt und Randbedingungen für Temperatur und Atmung analysiert. Die IBO Innenraumanalytik habe das Verfahren bereits in ihr Dienstleistungsportfolio aufgenommen, wie die TU Graz mitteilte.

Unternehmen werde nunmehr ein Werkzeug zur Beurteilung des relativen Risikos einer Coronavirusübertragung durch Aerosole in Innenräumen in die Hand gegeben, hieß es vonseiten der TU. Infrage kämen dabei alle Räumlichkeiten mit hoher Raumauslastung und Personenfrequenz - öffentliche Verkehrsmittel genauso wie Großraumbüros oder Opern- und Konzerthäuser sowie andere Veranstaltungssäle, führte Peter Tappler, Geschäftsführer von IBO Innenraumanalytik, aus. Fallen die Ergebnisse nicht zufriedenstellend aus, könne durch andere Sitzplatzverteilung oder punktuell angepasster Raumbelüftung nachgebessert werden. "Ist der Raum hingegen virussicher, ist das in der heutigen Zeit ein gewichtiges Signal an das Sicherheitsbedürfnis der jeweiligen Zielgruppen", schloss Tappler.