Das passiert wirklich, wenn wir husten!

Was passiert, wenn wir husten? – diese Frage stellte sich das Team um Prof. Conrad Völker, Leiter der Professur Bauphysik. Mithilfe eines Schlierenspiegels machen die Forscher sichtbar, was dem menschlichen Auge normalerweise verborgen bleibt und womit sich vor der Corona-Krise vermutlich nur wenige Menschen beschäftigt haben: Kleinste Luftströmungen im Raum „erzählen“ die Geschichte eines Hustens oder Niesens bis ins kleinste Tröpfchen.

In dem knapp einminütigen Video sieht man das Profil eines Mannes. Zuerst atmet er normal, am Ende hustet er stark. Zuerst ohne Schutzvorkehrungen, dann hält er sich die Hand vor den Mund, hustet in die Armbeuge und schließlich in verschiedene Atemschutzmasken. „Besonders beim Husten ohne Schutz vor dem Mund wird deutlich, wie stark sich die Atemluft im Raum ausbreitet“, erklärt Völker.

Der Film belegt, warum wir die Verhaltensempfehlungen der Weltgesundheitsorganisation (WHO) zum Schutz vor dem Coronavirus einhalten sollten. „Am besten mit der Armbeuge, auch um die Hände sauber zu halten und mögliche Viren oder andere Krankheitserreger nicht über Körperkontakt oder Oberflächen weiterzutragen“, erläutert Völker. Das Tragen von Atemschutzmasken führe zwar eine deutliche Verbesserung her, aber auch bei ihrem Einsatz gebe es keinen hundertprozentigen Schutz vor einer Tröpfcheninfektion.

Warum ausgerechnet Bauphysiker sich plötzlich mit den Folgen des menschlichen Hustens beschäftigen, erklärt sich so: In dem Video wurde das Schlierenverfahren zur Visualisierung von Raumluftströmungen eingesetzt. Ein Schlierenspiegel ist in der Lage, selbst kleinste Luftströmungen sichtbar zu machen. Normalerweise wird er an der Bauhaus-Uni Weimar für Forschungen über den Einfluss des Raumklimas auf den menschlichen Körper eingesetzt. Weltweit existieren derzeit nur vier Großschlieren-Systeme.

Das Prinzip ist vergleichbar jenem einer überhitzten Straße im Sommer, wenn die Luft über dem Asphalt flimmert. Wie diese Luft hat auch die warme, feuchte menschliche Atemluft eine andere Dichte als die kühlere Raumluft. Diese Dichte-Unterschiede führen zu einer Ablenkung des Lichts, das dann als dunkle Flecken auf dem Videobild sichtbar wird. Allerdings sind diese bei Raumluftströmungen sehr gering und nicht mit dem bloßen Auge wahrnehmbar; ein Schlierenspiegel macht sie erkennbar.

Verantwortlich für das Atem- und Hustexperiment ist M. Sc. Amayu Wakoya Gena, DAAD-Stipendiat an der Bauhaus-Universität Weimar, der im Rahmen seiner Doktorarbeit das sogenannte Schlieren-Verfahren zur Visualisierung und Messung von Raumluftströmungen einsetzt.