Mély lélegzetet venni, a korona ellenére

Egy vírusaktivitásteszt segítségével a Fraunhofer tudósai vizsgálják, hogy a szellőzőberendezésekkel szűrt levegő még fertőző és így átvihető vírusokat tartalmaz-e. © Fraunhofer IGB

Védhetik-e a szellőztető- és levegőtisztító rendszerek a Covid-19 ellen? Hogyan kell ezeket tervezni? És hogyan kell kialakítani az egészségügyi és szellőztetési koncepciókat, hogy csökkenjen a vírusok terjedése aeroszolok révén? Ezekre a kérdésekre egy kutatócsoport ad választ a Fraunhofer Intézetek IBP, IGB és IPA új tanácsadó központjában az egészséges beltéri levegőért. Egyidejűleg az IBP és az IPA tanulmányt folytat arról, hogyan befolyásolják a szellőztető rendszerek az aeroszolok terjedését. A tanácsadó központ és a tanulmány része Baden-Württemberg Gazdasági, Munkaügyi és Lakásügyi Minisztériumának »Healthy Air Initiative« programjának.

2020 decemberében a Gazdasági, Munkaügyi és Lakásügyi Minisztérium elfogadta a Healthy Air Initiative-t, egy integrált tanácsadási és kutatási programot. „Különösen a kis- és középvállalkozások számára nagy a tanácsadási igény az aeroszolok megelőzése érdekében a jelenlegi pandémiás helyzetben. A Healthy Air Initiative-vel gyorsan és gyakorlatiasan szeretnénk tudományosan megalapozott megoldásokat bemutatni a beltéri szellőztetéshez az aeroszolok megelőzése érdekében,” mondja Dr. Nicole Hoffmeister-Kraut miniszter.

A három stuttgarti Fraunhofer Intézet, az IBP, az IGB és az IPA ezért közösen hozza létre az Egészséges Beltéri Levegő Tanácsadó Központot. Ebben segítenek Baden-Württemberg kis- és középvállalkozásainak a szellőztetési koncepciók megvalósításában. Együttműködve gyártókkal tesztkörnyezeteket működtetnek, és hatékonysági teszteket végeznek a levegőtisztító technológiákon. Emellett egy tanulmányban vizsgálják, hogyan befolyásolják a mobil és fixen telepített szellőztető berendezések az SARS-CoV-2 fertőző aeroszolok terjedését.

Szellőztető rendszerek átalakítása és újraépítése

Eredetileg a szellőztető- és levegőtisztító rendszereket arra fejlesztették ki, hogy a beltéri por és fülledt levegő eltávolítására, valamint friss levegő beszívására szolgáljanak. Hosszú ideig senkit sem érdekelt, hogyan befolyásolják a vírusok terjedését. Aztán jött a koronavírus, és azóta világos: a szellőztető rendszerek klímatechnikával kombinálva elősegíthetik a SARS-CoV-2 terjedését zárt terekben. „Minél hidegebb és szárazabb a levegő, annál könnyebben terjed a vírus,” mondja Dr. Udo Gommel, az Automatikai és Tisztaságtechnikai Osztály vezetője a Fraunhofer IPA Intézetből. „Ez azért van, mert a apró vízcseppek gyorsabban párolognak, amelyekben a vírus lehet, és hosszabb ideig lebegnek a térben,” egészíti ki Prof. Dr. Gunnar Grün, a Fraunhofer Épületfizikai Intézet helyettes vezetője.

Mivel a folyamatos vagy gyakori szellőztetés nemcsak a hideg időszakban nem mindig kivitelezhető, a meglévő szellőztető- és levegőtisztító rendszereket át kell alakítani, és az újonnan építetteket másképp kell tervezni. De hogyan? És milyen pontosan befolyásolják a meglévő szellőztető rendszerek, klímatechnika nélkül, a SARS-CoV-2 terjedését? Ezt a kérdést kívánja most egy kutatócsoport kideríteni egy közös tanulmányban.

Szűrők dekontaminálása

A kutatók áttekintést szeretnének kapni arról, hogy milyen fixen telepíthető vagy mobil szellőztető berendezések érhetők el a piacon. Milyen hatással vannak ezek a vírus terhelésére, részecskékre, zajkibocsátásra és a komfortérzetre zárt terekben? „Természetesen figyelmet fordítunk a fenntarthatósági szempontokra is, mint például a berendezések gyakorlati alkalmazására, karbantartására és energiafogyasztására,” mondja Grün professzor. A teoretikus vizsgálatok először szimulációkban, majd gyakorlati tesztekben folytatódnak. A kutatócsoport próbákat kíván végezni a Fraunhofer IPA tisztatérében, az IBP és az IGB laborjaiban, vagy ott, ahol már beépítették őket, például tárgyalótermekben, konferenciatermekben vagy munkahelyeken. Ezeken a helyeken a gyártókkal közösen különböző szcenáriókat szimulálnak és értékelnek, hogy hogyan befolyásolják az aeroszolok eloszlását a térben. Így gyorsan megbízható eredményeket lehet szerezni.

A végső eredmény konkrét javaslatok lesznek arra, hogyan kell javítani vagy átalakítani a szellőztető rendszereket, hogy azok a lehető legjobban megakadályozzák a SARS-CoV-2 terjedését. Egy azonban már most látható: „Amikor a szellőztető rendszerek a beltéri kórokozókat kiszűrik, a szűrőik vírusokkal terheltek,” figyelmeztet Gommel kutatásvezető. „Ezért például ultraviola fénnyel is meg lehet világítani a szűrőket, így inaktiválva a vírusokat. Mivel ez az UV-sugárzás káros a szemre és a bőrre, a megvilágítást árnyékolt, külön erre kialakított házban vagy területen kell végezni.”

Modellvírusokkal végzett tesztek a levegőtisztító technológiák hatékonyságáról

Egymással párhuzamosan a tanulmánnyal Gommel, Grün és kolléganőjük, Prof. Dr. Susanne Bailer a Fraunhofer IGB Határfelületi és Biotechnológiai Intézetéből létrehozza az Egészséges Beltéri Levegő Tanácsadó Központot. Ez a kis- és középvállalkozások számára Baden-Württembergben egy olyan hely lesz, ahol minden kérdésükre választ kaphatnak a pandémia idején a beltéri levegőztetés kialakításával kapcsolatban. Kifejezetten a gyártók számára fognak megfelelő tesztállomásokat felállítani, hogy vizsgálni tudják a levegőtisztító technológiák hatékonyságát. „Annak érdekében, hogy a lehető legmegbízhatóbb eredményeket kapjuk, úgynevezett szurrogát-vírusokat használunk. Ezek a modellvírusok nagyon hasonlóak az új típusú koronavírusokhoz, de az emberre és a környezetre nézve ártalmatlanok,” magyarázza Bailer vírus-szakértő. „Azáltal, hogy a vírusokat a levegőtisztítási intézkedések előtt és után az aktivitásuk és mennyiségük szempontjából elemzik, következtetéseket lehet levonni a szellőztető rendszerek szükséges módosításairól vagy inaktiválási lépésekről.” A kutatók tapasztalataikat az ajánlásokban is megosztják a légtechnikai cégekkel és gyártókkal.

Aeroszolok más életterületeken is veszélyesek

A Healthy Air Initiative egy évig tart, és 2,7 millió euró támogatással működik. A program kezdetén 2021. március 3-án ingyenes online rendezvényt tartanak „Meet (y)our experts” címmel a levegőtisztítás témájában (lásd az információs dobozt). A részt vevő tudósok tájékoztatják az érdeklődőket a tanácsadó központjukról, és elmagyarázzák, hogyan vehetnek részt a vállalatok. Későbbi, hasonló webinárok során a kutatócsoport beszámol az új eredményekről.

Az eredmények, amelyek várhatóan 2022 elején lesznek elérhetők, további kutatások alapjául szolgálhatnak. Mert az aeroszolok más fertőző vírusok hordozóiként és más életterületeken is komoly problémát jelentenek: kezdve a finompor és nitrogén-oxidok légszennyezésével számos német nagyvárosban, át a toxikus füstökkel repülőgépek kabinjában, az anyagkibocsátással épületekben, egészen a mérgező vagy vezetőképes részecskékig, amelyek zavarják az akkumulátorgyártást. További tanulmányokra alapozva a jövőben a gyártás hatékony és költséghatékony szellőztető- és levegőtisztító rendszereket fejleszthetne a szektor.