Untersuchung eines typischen Flugzeug Umluft-Filters bezüglich Absorption von Nanopartikeln und Viren

• Forschungsstelle: BAZL
• Projektnummer: 2020_02

Abstract (Deutsch)

In Zusammenhang mit der Untersuchung von Übertragungswegen der Sars Cov-2 Viren wurde erkannt,
dass deren Ausbreitung in erheblichem Masse direkt durch die Luft erfolgen kann, weil Teile der
von einer infizierenden Person ausgeatmeten Tröpfchen so klein sind, dass diese unmittelbar verdampfen
und so in der Luft frei zirkulierende und eine Zeit lang noch aktive Viren freisetzen. Geschieht
dies in einem geschlossenen Raum, so kann die Virenkonzentrationen ein kritisches Niveau erreichen
und auch Personen anstecken, welche sich nicht in unmittelbarer Nähe der ursprünglichen Virenquelle
aufhalten. Der Lüftung kommt deshalb eine wichtige Bedeutung zu. Dies gilt auch für Flugzeugkabinen.
In Zusammenhang mit früheren Epidemien wurde die Ausbreitung von Viren in Flugzeugkabinen bereits
untersucht. Die Bedeutung guter Filterung ist in der Luftfahrt bekannt und Kabinenluft-Filtersysteme
wurden diesbezüglich optimiert. Dies betrifft auch die Anforderungen an das Filtermaterial, weIches
im Bereich der grossen Luftfahrzeuge üblicherweise den sogenannten HEPA-Standard erfüllt.
Der HEPA-Standard testet Filter jedoch nicht direkt im Grössenbereich von Viren, sondern extrapoliert
das Filterergebnis auf diese wesentlich kleineren Teilchen. Dies ist zulässig, sofern das Filter nicht zu
schnell durchströmt wird. Neben der eigentlichen Fähigkeit eines Filters, Viren zu absorbieren, spielt
demnach auch die Art und Weise der Auslegung (Filtervolumen, Luftdurchsatz) und die Operation eine
entscheidende Rolle.

Mit einer speziell gebauten Anlage werden Filtertests aus verschiedenen Anwendungen (Klimaanlagen,
Fahrzeugen) durchgeführt. Das Know-How der Beteiligten ergibt sich aus jahrzehntelanger Forschung, Entwicklung
und Expertise für Filtersysteme für Verbrennungsmotoren und normierte Filtertests, wie auch
durch Gesundheitsforschung im Zusammenhang mit Aerosolen in der Luft und Reaktionen der
menschlichen Lunge bzw. des menschlichen Körpers auf diese Teilchen.

Der Auftraggeber kann sich im vorliegenden Projekt an die ohnehin stattfindenden Filtertests aus anderen
Sektoren anhängen, welche vom BAFU (Projekt UTF 636.15.20) finanziert werden.

Die Ergebnisse, durchgeführt mit Russpartikeln in Virengrösse und mit lebenden Bakterien/Viren zeigten eine praktisch hundertprozentige Filterwirkung der eingesetzten Filter im Flugzeug, unter der Berücksichtigung des realistischen Luftdurchsatzes durch die Filter im Flugzeug.

Umsetzung und Anwendungen (Deutsch)

Die Resultate zeigten eindeutig, dass die nach dem Durchgang durch die Filter in die Flugzeugkabine geblasene Luft von Viren befreit bzw. frei von Viren ist. Die Virenübertragung durch infizierte Personen auf Personen in der Umgebung kann jedoch dennoch stattfinden, weil die gereinigte Luft von der Decke gegen die Personen bläst und von Personen freigesetzte Viren durch Turbulenz seitlich verteilt, bevor die Viren am Boden angesaugt werden. Deshalb sind trotz exzellenten Filtern weiterhin medizinische Gesichtsmasken nötig, um die Freisetzung von Viren weitgehend zu unterbinden. In Kombination mit der exzellenten Filterung ergibt sich ein guter Schutz, solange die medizinischen Gesichtsmasken getragen werden. Die exzellenten Filter könnten indessen besser ausgenutzt werden, wenn die Kabinenluft über den Köpfen der Personen abgesaugt würde und die gereinigte Luft von unten einströmen würde (umgekehrt zu heute). In einer solchen Konfiguration würde die Übertragung von Viren in Flugzeugkabinen sehr unwahrscheinlich. Die Ergebnisse und der Vorschlag wurden in SAE International, welche technische Standards auch für Flugzeugkabinen weiterentwickelt, vorgestellt.