Wenn eine mit dem Coronavirus infizierte Person spricht, schreit, lacht, niest oder hustet, stößt sie Tröpfchen aus. Diese Tröpfchen reichen in der Größe von sehr klein (als Aerosole bezeichnet) bis zu groß, aber immer noch kleiner als ein Millimeter.
Geschrieben von Guruswamy Kumaraswamy, Krishnendu Sinha, Janani Murallidharan, Sourabh S. Diwan & Gautam Menon
Covid-19 verbreitet sich über die Atemwege. Um das Infektionsrisiko zu minimieren, müssen wir auf den Luftstrom in Innenräumen wie Wohnungen, Klassenzimmern, Restaurants, Büros, Lebensmittelgeschäften in der Nachbarschaft usw. achten.
Virus in Tröpfchen
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Wenn eine mit dem Coronavirus infizierte Person spricht, schreit, lacht, niest oder hustet, gibt sie Tröpfchen ab. Diese Tröpfchen variieren in der Größe von sehr klein (als Aerosole bezeichnet) bis zu groß, aber immer noch weniger als einen Millimeter groß.
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Während große Tröpfchen unter der Schwerkraft innerhalb von 1-2 Metern um die ausstoßende Person zu Boden fallen, können kleinere Aerosole in der Luft schweben und über große Entfernungen von über 8 Metern getragen werden.
Deshalb fangen Masken
Masken Tröpfchen ein und verringern die Reichweite, über die sie getragen werden, drastisch. Somit sind sie eine sehr effektive Möglichkeit, die Anzahl und Reichweite der von Menschen ausgestoßenen Tröpfchen zu minimieren.
Gut sitzende Masken mit hoher Filtrationseffizienz wie die N-95-Masken verhindern praktisch die Möglichkeit, dass Tröpfchen den Träger infizieren. Entscheidend ist jedoch die Qualität der Passform, und ein perfekter Sitz ohne Lücken ist in der Praxis mit einer typischen Maske nur schwer zu erreichen. Das Tragen von zwei Masken, einer chirurgischen und einem Tuch, verringert das Risiko erheblich.
Im Freien ist es sicherer
Bei infektiösen luftgetragenen Krankheitserregern wird die Ansteckungsgefahr durch gute Belüftung stark reduziert. Im Freien reichen normale Windzüge aus, um Krankheitserreger zu zerstreuen und ihre Konzentration stark zu verdünnen. Die Ansteckungsgefahr ist daher sehr gering, wenn man sich im Freien aufhält und in Situationen, die nicht zu überfüllt sind.
Dichte Menschenmengen, die in unserem Land für S-Bahnhöfe oder Märkte typisch sind, bergen auch im Freien ein höheres Risiko, da sich viele Menschen in unmittelbarer Nähe aufhalten. Daher ist es in einer Umgebung im Freien, in der das Risiko von Menschenansammlungen besteht, ratsam, eine Doppelmaske mit gut sitzenden Masken zu verwenden und die Zeit in der Nähe anderer Personen zu minimieren.
In Innenräumen gefährdet
Mit der Öffnung Indiens wird physische Distanzierung nicht immer möglich sein. Es wird Zeiten geben, in denen wir in geschlossenen Räumen, in Kantinen, Büros oder in sozialen Einrichtungen mit Menschen in Kontakt kommen müssen. Eine oft vernachlässigte Tatsache ist, dass selbst Reden Covid-19 verbreiten kann; Unsere Untersuchungen zeigen, dass kurze unmaskierte Gespräche ein erhebliches Infektionsrisiko bergen können.
In Innenräumen ist die Belüftung in der Regel schlechter als im Freien, und die Ansteckungsgefahr ist entsprechend höher. In den Ingenieurwissenschaften gibt es gut untersuchte Methoden, mit denen das Risiko einer luftgetragenen Ansteckung in Innenräumen beurteilt werden kann. Diese Methoden schätzen das Ansteckungsrisiko anhand der Anzahl der Personen in einem geschlossenen Raum, der Expositionszeit und der Belüftung im Raum ab. Je größer die Anzahl der infizierten Personen in einem Raum ist und je länger man sich in diesem Raum aufhält, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, sich anzustecken.
Erklärung des Coronavirus
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Wie belüftet?
Ein wesentlicher Aspekt hierbei ist die Belüftung. Das einfachste Maß für die Belüftung ist der durchschnittliche Luftaustausch. Dies sagt uns, wie oft die Luft in einem Raum durch Frischluft ersetzt wird.
Stellen Sie sich einen Abluftventilator vor, der die Luft aus einem Raum abführt. Ein Abluftventilator mit einer Leistung von 250 Kubikfuß pro Minute, der bei voller Leistung arbeitet, tauscht die Luft in einem Raum von 4,5 x 3,2 x 3,2 m im Durchschnitt in etwa 6 Minuten aus. Generell gilt: Je höher die Lüfterleistung, desto besser die Belüftung.
Auch Standventilatoren in der Nähe von Türen oder Fenstern können sehr effektiv sein. Auf der anderen Seite zirkulieren Deckenventilatoren die Luft in einem Raum, anstatt diese direkt abzulassen, und können die Belüftung nur bei geöffneten Türen und Fenstern verbessern.
Durch das Lüften eines Raums werden potenziell infektiöse Aerosole verdünnt und entfernt, wodurch das Infektionsrisiko verringert wird. Daher verringern gut belüftete luftige Räume mit offenen Türen und Fenstern die Ansteckungsgefahr. Eine Gruppe am MIT hat einen Online-Rechner entwickelt, mit dem Sie die sichere Zeitdauer abschätzen können, die Sie in einem geschlossenen Raum verbringen und dennoch die Wahrscheinlichkeit einer Infektion begrenzen können. und ist verfügbar unter: https://indoor-covid-safety.herokuapp.com/
Eine der Annahmen dieser Luftaustauschberechnungen ist, dass die Luft im Raum gut durchmischt ist und überall die gleiche, gleichmäßige Konzentration an Krankheitserregern aufweist. Computersimulationen von Luftströmungen legen jedoch nahe, dass dies nicht der Fall ist. Bestimmte Teile des Raumes, wie zum Beispiel Ecken, haben Lufteinschlüsse, die Umwälzzonen bilden. Krankheitserreger, die in diesen Zonen eingeschlossen sind, werden nicht leicht abgelassen. Unsere Simulationen zeigen, dass Tröpfchen in diesen Regionen zehnmal länger bleiben können als in gut belüfteten Teilen des Raumes. Eine Person, die sich in einer Umluftzone befindet, ist infektiösen Krankheitserregern stärker ausgesetzt, wodurch das Infektionsrisiko erhöht wird.
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Eine einfache Strategie, um Rezirkulationszonen in einem Raum zu identifizieren, besteht darin, einen Agarbatti zu verwenden, um die Richtung der Rauchentwicklung zu messen. Zieht der Rauch schnell in Richtung einer der Öffnungen, wie zum Beispiel Kanäle, Fenster oder Türen, ist dies eine gut belüftete Zone. Steigt der Rauch senkrecht nach oben oder windet er sich im gleichen Bereich, deutet dies auf eine Umluftzone hin.
Diese einfachen Methoden zur Untersuchung der Belüftung in Innenräumen können getestet und verfeinert werden, indem sie mit Computersimulationen kombiniert werden, wie es einige von uns am IIT Bombay tun. Wir stellen fest, dass eine einfache Erhöhung der Abluftventilatordrehzahl die Rezirkulationszonen nicht beseitigen kann. Sie können jedoch durch geeignete Platzierung von Standventilatoren minimiert werden. Wir haben diese Methoden angewendet, um zu untersuchen, wie der Luftstrom an beengten Orten wie Friseurläden verbessert werden kann, indem einfach die Platzierung der Ventilatoren darin geändert wird.
Kleine, geschlossene, klimatisierte Räume bergen ein erhöhtes Risiko. Da Indien nach der Hitze des Sommers in die Monsunzeit eintritt, kann es möglich sein, den Einsatz von Klimaanlagen zu reduzieren, Türen und Fenster offen zu lassen, um sicherzustellen, dass diese Räume einen Luftstrom erhalten und Rezirkulationszonen vermieden werden.
Die Rolle der Beatmung bei der Gewährleistung der Sicherheit gegen die Übertragung von Covid-19 wurde bisher nicht ausreichend betont, sollte jedoch ein wesentlicher Bestandteil der zukünftigen Strategie Indiens sein.
Die Experten: Dr. Kumaraswamy ist Professor für Chemieingenieurwesen am IIT-Bombay, Dr. Sinha ist Professor für Luft- und Raumfahrttechnik am IIT-Bombay, Dr. Murallidharan ist Assistenzprofessor für Maschinenbau am IIT-Bombay, Dr. Diwan ist Assistenzprofessor für Aerodynamik am Indian Institute of Science, Bengaluru, und Dr. Menon ist Professor für Physik und Biologie an der Ashoka University, Sonepat. Die Autoren sind Teil von Fluid Mechanics Research for Covid-19 (FMRC), einer Gruppe von Forschern, die sich letztes Jahr zusammengefunden haben, um nach Möglichkeiten zu suchen, die Forschung in der Strömungsmechanik zu nutzen, um einige durch die Pandemie aufgeworfene Probleme anzugehen.
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