Besser

Nov 16, 2023

Anhand einer Schaufensterpuppe demonstrieren Forscher, wie sich die Atemwolke und möglicherweise damit verbundene Coronaviren in verschiedenen Szenarien ausbreiten.

Neue Untersuchungen zeigen, dass ein sozialer Abstand von 9,8 Fuß (3 Meter) nicht ausreicht, um den Schutz vor Covid-19 zu gewährleisten. Selbst aus dieser Entfernung dauert es weniger als fünf Minuten, bis sich eine ungeimpfte Person, die im Atem einer an Covid-19 erkrankten Person steht, mit nahezu 100-prozentiger Sicherheit infiziert.

Das sind die schlechten Nachrichten.

Die gute Nachricht ist: Wenn beide Personen gut sitzende medizinische Masken oder noch besser N95- oder FFP2-Masken tragen, sinkt das Risiko dramatisch.

Forscher haben untersucht, inwieweit Masken unter welchen Tragebedingungen schützen. Dabei ermittelten die Forscher das maximale Infektionsrisiko für zahlreiche Situationen und berücksichtigten mehrere Faktoren, die in ähnlichen Studien nicht berücksichtigt wurden. Die umfassende Studie wurde am 7. Dezember in den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht.

Das Team am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen, zu dem auch Eberhard Bodenschatz, außerplanmäßiger Professor für Physik an der Hochschule der Künste und Luft- und Raumfahrttechnik und Maschinenbau an der Hochschule für Ingenieurwissenschaften, gehört, war von der Leichtigkeit überrascht der Übertragung des Coronavirus.

„Wir hätten nicht gedacht, dass es bei einer Entfernung von mehreren Metern so schnell dauern würde, bis die infektiöse Dosis aus der Atemluft eines Virusträgers aufgenommen wird“, sagte Bodenschatz, Direktor am Max-Planck-Institut.

In dieser Entfernung stellten die Forscher fest, dass sich die ausgeatmete Luft bereits kegelförmig in der Luft ausgebreitet hat; die infektiösen Partikel werden entsprechend verdünnt. Zudem fallen die besonders großen und damit virenreichen Partikel bereits nach kurzer Distanz durch die Luft zu Boden.

„In unserer Studie haben wir herausgefunden, dass die Ansteckungsgefahr ohne das Tragen von Masken bereits nach wenigen Minuten enorm hoch ist, selbst bei einem Abstand von drei Metern, wenn die infizierten Personen die hohe Viruslast der Delta-Variante des Sars-CoV aufweisen.“ 2-Virus“, sagte Bodenschatz. Und solche Begegnungen sind in Schulen, Restaurants, Vereinen oder auch im Freien unvermeidbar.

Dennoch schützen medizinische oder FFP2-Masken wirksam. Die Studie bestätigt, dass FFP2- oder N95-Masken besonders effektiv infektiöse Partikel aus der Luft filtern – vor allem, wenn die Masken möglichst dicht am Gesicht anliegen. Wenn sowohl der Infizierte als auch der Nichtinfizierte gut sitzende FFP2-Masken tragen, beträgt die maximale Ansteckungsgefahr nach 20 Minuten selbst bei kürzester Distanz kaum mehr als eins zu 1.000. Wenn ihre Masken schlecht sitzen, steigt die Ansteckungswahrscheinlichkeit auf etwa 4 %. Wenn beide gut sitzende medizinische Masken tragen, ist eine Übertragung des Virus innerhalb von 20 Minuten mit einer maximalen Wahrscheinlichkeit von 10 % wahrscheinlich. Die Studie bestätigt auch die intuitive Annahme, dass für einen wirksamen Infektionsschutz insbesondere die infizierte Person eine Maske tragen sollte, die möglichst gut filtert und eng am Gesicht anliegt.

Die vom Max-Planck-Team ermittelten Infektionswahrscheinlichkeiten geben jeweils die Obergrenze des Risikos an. Im täglichen Leben ist die tatsächliche Ansteckungswahrscheinlichkeit sicherlich um das 10- bis 100-fache geringer. „Das liegt daran, dass die Luft, die an den Rändern aus der Maske ausströmt, verdünnt ist und man nicht die gesamte ungefilterte Atemluft erhält“, sagte Bodenschatz. „Aber wir sind davon ausgegangen, weil wir nicht für alle Situationen messen können, wie viel Atemluft von einem Maskenträger zu einer anderen Person gelangt, und weil wir das Risiko möglichst konservativ berechnen wollten.“

„Wenn unter diesen Bedingungen selbst das größte theoretische Risiko gering ist, dann ist man unter realen Bedingungen auf der ganz sicheren Seite.“

Beim Vergleichswert ohne Maskenschutz fällt der Sicherheitspuffer allerdings deutlich geringer aus. „Für eine solche Situation können wir mit weniger Annahmen die Virusdosis bestimmen, die eine ungeschützte Person inhaliert“, sagte Gholamhossein Bagheri, Forschungsgruppenleiter am Max-Planck-Institut und Erstautor der Studie.

Bei ihren Berechnungen zum Infektionsrisiko berücksichtigten die Forscher eine Reihe von Faktoren, die bisher in vergleichbaren Studien nicht berücksichtigt wurden, unter anderem wie eine schlecht sitzende Maske den Schutz schwächt und wie sich dies verhindern lässt.

„Die Materialien von FFP2- oder KN95-Masken, aber auch einiger medizinischer Masken filtern äußerst effektiv“, sagte Bagheri. „Das Infektionsrisiko wird dann durch die aus- und einströmende Luft an den Rändern der Maske dominiert.“ Dies geschieht, wenn der Rand der Maske weit vom Gesicht entfernt ist.

In aufwändigen Experimenten haben Bagheri, Bodenschatz und ihr Team die Größe und Menge der Atemwegspartikel gemessen, die an den Rändern unterschiedlich sitzender Masken vorbeiströmen.

„Eine Maske lässt sich hervorragend an die Gesichtsform anpassen, wenn man ihr Metallband vor dem Aufsetzen in ein abgerundetes W biegt“, sagt Bodenschatz. „Dann kommen die infektiösen Aerosolpartikel nicht mehr an der Maske vorbei – und die Brille beschlägt auch nicht mehr.“

Erhalten Sie Cornell-Nachrichten direkt in Ihren Posteingang.