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Die Physik der Virusübertragung durch Sprechtröpfchen

Mechanisms of airborne infection via evaporating and sedimenting droplets produced by speaking

Mechanisms of airborne infection via evaporating and sedimenting droplets produced by speaking

Physikalisch-mathematische Berechnungen zeigen: Ein Nasen-Mund-Schutz kann die Corona-Virusverbreitung beim Sprechen verhindern.

News vom 25.09.2020

Wenn Menschen sprechen, stoßen sie winzige Wassertröpfchen aus, die je nach Größe und Raumfeuchtigkeit schnell zu Boden sinken oder in der Luft schweben. Physikprofessor Roland Netz von der Freien Universität und der amerikanische Biophysiker Dr. William A. Eaton vom National Institutes of Health sagen mit einer einfachen mathematischen Gleichung das Verhalten von potentiell virustragenden Schwebetröpfchen (Aerosolen) vorher und bringen den theoretischen Nachweis, dass die Verwendung von Nasen-Mund-Schutz der COVID-19-Pandemie entgegenwirken kann.

Die Studie liefert Antworten auf zwei wichtige Fragen: Wie lange daurert es, bis ein virustragendes Tröpfchen einer bestimmten Größe sich durch Gravitation absenkt und die Oberfläche kontaminiert? Wieviel Zeit vergeht bei einer bestimmten relativen Luftfeuchtigkeit, bis das virustragende Tröpfchen durch Verdunstung schrumpft und als Folge in der Luft weiter schwebt und eine Virusansteckung wahrscheinlich macht?

Fundamentale physikalisch-theoretische Berechnungen zeigen zum Beispiel, dass Tröpfchen mit einem anfänglichen Durchmesser von über 50 Mikrometer bei einer Luftfeuchtigkeit von 50 Prozent schnell zu Boden sinken. Potentiell virushaltige Tröpfchen mit einem Durchmesser von weniger als 50 Mikrometern verkleinern sich dagegen durch Verdunstung und bleiben einige Minuten in der Luft schweben – das macht eine Ansteckung beim Sprechen möglich. Die Nutzung von Masken könnte gegen die Virusverbreitung daher wirksam helfen.

Die Ergebnisse der Berechnungen wurden in der Fachzeitschrift PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America) veröffentlicht. Eine ausführliche Studie von Roland Netz zu dem Thema Sprechströpfchen ist in der Fachzeitschrift Journal of Physical Chemistry nachzulesen.

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