Simulator niest und hustet wie ein Mensch
Wissenschaftler der Universitat Rovira i Virgili wollen Tröpfcheninfektionen besser verstehen
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Maschinenbauer Catalán mit dem neuen Atemwege-Modell (Foto: urv.cat/en) |
Tarragona (pte003/27.01.2025/06:10)
Forscher der Universitat Rovira i Virgili haben einen Simulator entwickelt, der Husten und Niesen reproduziert, um die Ausbreitung von Partikeln zu untersuchen, die Atemwegserkrankungen übertragen. Es handelt sich um ein dreidimensionales Modell der oberen Atemwege, einschließlich der Nasenhöhle, dem Organ, das die Bahn des Aerosols bestimmt.
Öffnungsgrad variierbar
Das Gerät variiert den Öffnungsgrad der Nasenlöcher, um die Luftströme zu verändern und so Atemepisoden mit unterschiedlichen Konfigurationen zu reproduzieren. Das Gerät ermöglicht die Veränderung von Parametern wie Geschwindigkeit, Luft und Ausatmungsdauer, um eine genaue Reproduktion der Atemströme unter verschiedenen Bedingungen zu erreichen. Bei der Datenerfassung hat das Team Hochgeschwindigkeitskameras und einen Laserstrahl verwendet, um die Dispersion der Partikel in Echtzeit detailliert zu untersuchen.
Laut den Forschungsergebnissen hat die Nasenhöhle erheblichen Einfluss auf die Aerosoldynamik. Wenn man durch die Nase ausatmet, neigen Aerosole dazu, sich verstärkt vertikal statt horizontal zu verteilen. Das kann das Risiko einer direkten Übertragung zwischen Personen in der Nähe verringern, doch die Partikel bleiben länger in der Schwebe und verteilen sich gleichmäßig im Raum. In engen Umgebungen mit geringer Belüftung erhöht diese Ansammlung die Konzentration von Aerosolen und damit das Risiko einer langfristigen Exposition anderer Personen.
Bessere Schutzausrüstung
Im Gegensatz zum Einatmen bewegen sich Aerosole beim Ausatmen durch den Mund eher horizontal und legen eine größere Strecke zurück. Das erhöht das Übertragungsrisiko in unmittelbarer Nähe, da Partikel mit größerer Wahrscheinlichkeit direkt auf Personen in direkter Umgebung übertragen werden, insbesondere in Situationen wie bei persönlichen Gesprächen oder in gemeinsam genutzten Arealen.
Diese Erkenntnisse könnten bei der Entwicklung von wirksamerer persönlicher Schutzausrüstung wie Masken und bei der Konstruktion von Belüftungssystemen in risikoreichen Umgebungen wie Krankenhäusern, Laboren oder Bildungseinrichtungen helfen, so der Maschinenbauingenieur Nicolás Catalán abschließend.
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