DT News - Switzerland - Tröpfchen mit Coronaviren halten länger als gedacht

TU Wien

Mo. 4 Oktober 2021

Speichern

WIEN - Winzige, mit Viren beladene Tröpfchen verschwinden nach dem Ausatmen langsamer als bisherige Modelle vermuten ließen. Experimente und Simulationen der TU Wien können das nun erklären.

Im Winter steckt man sich leichter an als im Sommer – das gilt für die Corona-Pandemie, für Influenza und für andere virale Erkrankungen. Eine wesentliche Rolle spielt dabei die relative Luftfeuchtigkeit. Sie ist im Winter draußen viel höher als im Sommer, man erkennt das etwa daran, dass unser Atem an der kalten Luft zu Tröpfchen kondensiert.

Bisherige Modelle gingen davon aus, dass nur große Tröpfchen eine relevante Ansteckungsgefahr mit sich bringen, weil kleine Tröpfchen schnell verdunsten. An der TU Wien konnte man nun allerdings in Zusammenarbeit mit der Universität Padua zeigen, dass das nicht stimmt: Durch die hohe Feuchtigkeit der Atemluft können auch kleine Tröpfchen viel länger in der Luft bleiben als bisher angenommen. Die Studie wurde im Fachjournal PNAS publiziert.

Simulationen und Experimente mit Dummy-Kopf

Prof. Alfredo Soldati und sein Team am Institut für Strömungsmechanik und Wärmeübertragung der TU Wien beschäftigen sich mit Strömungen, die aus unterschiedlichen Komponenten zusammengesetzt sind – man spricht von „Mehrphasenströmungen“. Dazu zählt auch die Luft, die ein infizierter Mensch beim Niesen ausatmet: Die infektiösen Viren befinden sich in Flüssigkeitströpfchen unterschiedlicher Größe, dazwischen befindet sich Gas.

Diese Mischung führt zu einem relativ 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 diesen Effekten auf den Grund zu gehen, wurden an der TU Wien Computersimulationen entwickelt, in denen man die Ausbreitung von Tröpfchen und Atemluft bei unterschiedlichen Umgebungsparametern berechnen kann, etwa bei unterschiedlicher Temperatur und Luftfeuchtigkeit.

Zusätzlich führte man Experimente durch: In einen Kopf aus Kunststoff wurde eine Düse mit einem elektromagnetisch gesteuerten Ventil eingebaut, um auf präzise definierte Weise ein Gemisch aus Tröpfchen und Gas zu versprühen. Mit Hochgeschwindigkeitskameras wurde der Vorgang aufgezeichnet, so konnte man genau messen, welche Tröpfchen wie lange in der Luft bleiben. An dem Forschungsprojekt beteiligt war außerdem das Team von Francesco Picano an der Universität Padua.

Die feuchte Atemluft lässt Tröpfchen länger schweben

„Wir haben festgestellt, dass kleine Tröpfchen eine Größenordnung länger in der Luft bleiben als man bisher gedacht hatte“, sagt Alfredo Soldati. „Das hat einen simplen Grund: Für die Verdunstungsrate der Tröpfchen ist nicht die durchschnittliche relative Luftfeuchtigkeit der Umgebung entscheidend, sondern die lokale Feuchtigkeit direkt am Aufenthaltsort des Tröpfchens.“ Die ausgeatmete Luft ist viel feuchter als die Umgebungsluft, und diese ausgeatmete Feuchtigkeit führt dazu, dass kleine Tröpfchen langsamer verdunsten. Wenn die ersten Tröpfchen verdunsten, führt das lokal wieder zu einer höheren Feuchtigkeit, wodurch der weitere Verdunstungsprozess anderer Tröpfchen weiter gebremst wird.

„Das heißt zwar, dass kleine Tröpfchen länger infektiös sind als angenommen, aber das soll kein Grund für Pessimismus sein“, meint Alfredo Soldati. „Es zeigt uns nur, dass man solche Phänomene eben auf die korrekte Weise studieren muss, um sie zu verstehen. Nur dann können wir wissenschaftlich solide Empfehlungen machen, etwa in Bezug auf Masken und Sicherheitsabstände.“

Originalpublikation

J. Wang et al., Short-range exposure to airborne virus transmission and current guidelines, PNAS 118 (37), 2021.

Schlagwörter:

Aerosol Atmung COVID 19 Dach Studie Tröpfchen Vírus

To post a reply please login or register

Verwandte Artikel

Forscher belegen: Hybrid-Composite-Füllungen halten länger

JENA/WITTEN - Zahnfüllungen, die sich flexibel dem Abrieb der Zähne anpassen, halten länger als starre Füllungen. Das ist das Ergebnis einer ...

Studie: Mit Ultraschall gegen Coronaviren

CAMBRIDGE, USA - Ultraschallwellen können das Coronavirus schädigen und zerstören. Darauf weist eine aktuelle Studie von Forschern des Massachusetts ...

Web-Tutorial: „Dental Implantate neu gedacht“

LEIPZIG - In dem Web-Tutorial am 4. Juni 2020 um 17 Uhr zum Thema „Dental Implantate neu gedacht: Äußerst flexible Prothetik gewünscht?“ zeigt Dr. ...

Web-Tutorial online: Dentalimplantate neu gedacht

LEIPZIG - In dem Web-Tutorial stellt Dr. Wolfgang Winges, Miterfinder des Patent™ Implantat Systems, das Keramikimplantatsystem vor. Er zeigt auf, wie ...

Besserer Schutz vor COVID-19 durch Antikörper harmloser Coronaviren

ZÜRICH - Infektionen mit dem neuen Coronavirus oder Impfungen dagegen führen zu starken Antikörperreaktionen gegen SARS-CoV-2. Immunreaktionen gegen ...

Dentin als evolutionäres Erbe aus der Haut gepanzerter Urfische

Chicago – Wer schon einmal beim Eisessen zusammengezuckt ist, kennt das Problem: Plötzlicher Schmerz, der tief in den Zahn zieht. Die Ursache liegt im ...

Walliser Zahnärzte sollen Sprechstunden im Altersheim halten

VISP – Für viele Pflegebedürftige in Altersheimen ist der Gang zum Zahnarzt ein mühsames Unterfangen. Getreu der Redensart „Wenn der Prophet nicht ...

„Create it“ mit NSK

KÖLN – Mit dem Slogan „Create it“ wurde NSK zu einer der anerkanntesten Marken der Dentalindustrie und arbeitet kontinuierlich ...

Zwei-Länder-Symposium thematisierte Implantologie

OBERUZWIL - Auf Einladung von Nobel Biocare trafen sich vom 10. bis 11. September 2010 Praktiker und Wissenschaftler aus beiden Ländern zum Symposium ...

Fortbildung leicht gemacht: Straumann Academy ist online

BASEL – Als einer der weltweit führenden Anbieter von Zahnimplantaten, Instrumenten, CAD-CAM-Prothetik und Biomaterialien legt die Straumann Gruppe ...

Fortbildung

Live-Webinar
Do. 11. September 2025
19:00 Uhr (CET) Zurich