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20. October 2021

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Coronatröpfchen sind länger ansteckend

Coronatröpfchen sind länger ansteckend© TU Wien

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

(red/czaak) 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.

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red/czaak, Economy Ausgabe Webartikel, 21.09.2021