Die großen und die mittelgroßen sinken zu Boden, die kleinen verteilen sich in alle Richtungen und die allerkleinsten steigen auf: Viren-Aerosole, die das Coronavirus Sars-CoV-2 übertragen, halten sich keineswegs an den im vierten Lockdown vorgeschriebenen Zwei-Meter-Abstand. Zudem hängen die im Flug zurückgelegte Entfernung und die Art der Verbreitung davon ab, wie laut gesprochen, wie tief geatmet oder wie heftig gehustet wird, ob jemand sich bewegt, dreht oder ruhig steht und wie gut gelüftet ist.

Visualisierung der Verteilung der Tröpfchen: Rot steht für groß, grün für mittelgroß, blau für klein und lila für sehr klein..

Laut der britischen Universität Cambridge bewegen sich Viren-Aerosole, die die Menschen mit Sars-CoV-2 infizieren, relativ frei in ihrer Umgebung. Sie können bis zu drei Meter weit fliegen, bevor sie zu Boden fallen und unschädlich werden. Der Zwei-Meter-Abstand sei willkürlich gewählt, berichten die Forschenden der Fakultät für Ingenieurswissenschaften im Fachjournal "Physics of Fluids" auf der Basis von Berechnungen von Dynamik und Bewegungen dieser winzigen, für das Auge unsichtbaren Partikel.

Anhand von Computermodellen hat das Team im Speziellen berechnet, wie sich die Tröpfchen verteilen, wenn Menschen husten. "Mit jedem Huster können wir eine andere Flüssigkeitsmenge ausscheiden, abhängig davon, mit welcher Dynamik wir diese Partikel in die Luft schleudern", wird Erstautor Shrey Trivedi in einer Aussendung seiner Universität zitiert.

Je nachdem, ob ein Huster sachte und hinter vorgehaltener Hand oder spontan und heftig ausfällt, ist der sichere Abstand länger oder kürzer. Die Kalkulationen zeigen, dass eine mit Covid-19 infizierte Person eine andere über eine Distanz jenseits der Zwei-Meter-Grenze sogar im Freien anstecken kann, wenn keine Masken getragen werden.

"Die sichere Distanz hängt von der Situation ab und kann von Gesundheitsbehörden überall zwischen einem und drei Metern festgesetzt werden", schreiben die Forscher. In jedem Fall sei körperliche Distanz als Pandemieprävention unzureichend, wenn diese nicht von Maskenpflicht und Impfungen begleitet sei.

Mit Sars-CoV-2 infizierte Menschen können das Virus durch Husten, Singen, Sprechen oder Atmen an andere übertragen, wenn sie dabei winzige Tröpfchen oder noch kleinere Aerosole ausscheiden, die sich in der Luft verteilen. "Zu Beginn der Pandemie Anfang 2020 hat man viel darüber gehört, dass man sich mit Covid-19 auch über Türschnallen und Oberflächen infizieren kann. Wenn das der Fall ist, muss das Virus die Atemwege von Infizierten durch mechanische Prozesse verlassen, sodass es sich in der Luft verteilt und auf Oberflächen landen kann. Dieser Gedanke war mein Ansatzpunkt", so Studienleiter Epaminondas Mastorakos.

Strömungslehre

Mastorakos ist Experte für Strömungslehre. Im Lauf der Pandemie hat er mit seinen Kollegen zahlreiche Modelle zur Verbreitung von Covid-19 entwickelt. "Ein Teil der Infektiösität ist der Virologie geschuldet, also wie viel Virus sich im Körper befindet und wie viele Partikel Infizierte ausscheiden", erklärt Trivedi. "Der andere Teil geht auf das Konto der Strömungslehre, die sich damit befasst, was mit den ausgeschiedenen Tröpfchen passiert und wie sie sich in der Luft verteilen." Präzise Kenntnisse dieses dynamischen Zusammenspiels, das die Forscher mit einer Serie von Simulationen gemessen haben, erleichtern die Risikoanalyse.

Die Computermodelle berechneten konkrete Fragen - Beispiel: Wie viele von 1.000 ausgehusteten Tröpfchen erreichen eine andere Person im selben Zimmer und wie groß sind sie, wenn sie ankommen? Die Simulationen drehten sich um Strömung, Bewegung und Verdampfung der Tröpfchen in der Luft. Das Ergebnis: Aerosole kennen keine klaren Grenzen, jede Abstandsregel ist das Ergebnis einer Abwägung des Gesamt-Risikos. Am effektivsten sei es, sich impfen zu lassen, was die Zahl der Viren-Partikel in den Aerosolen senkt, und weiterhin Masken zu tragen.