Faszination Technik Wie ein unsichtbarer Raumteiler Corona-Viren schlucken kann

In unserer Rubrik „Faszination Technik“ stellen wir Konstrukteuren jede Woche beeindruckende Projekte aus Forschung und Entwicklung vor. Heute: eine Virenschutzwand aus UV-C Licht, die 99 Prozent aller Viren deaktiviert und gleichzeitig die Luft reinigt.

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Gerade in Corona-Zeiten stellen virenbelastete Aerosole in Innenräumen ein großes Problem dar. Ein Forschungsteam des Tropeninstituts am LMU Klinikum München und der TU München hat nun in Kooperation mit dem Start-up Smart United eine unsichtbare Schutzwand aus UV-C-Licht entwickelt, die hochwirksam Viren abtöten und die Raumluft desinfizieren kann. Die „Light Wall“ kann wie eine Lampe an der Decke aufhängt werden. Sie wurde am 21.12.2021 der Öffentlichkeit präsentiert.

Was die Lichtschutzwand kann

Die unsichtbare Schutzwand aus UV-C-Licht könnte in Zukunft die Ausbreitung von Viren und anderen Pathogenen in geschlossenen Räumen zuverlässig eindämmen, ohne die Bewegungsfreiheit der im Raum befindlichen Menschen einzuschränken. Als unsichtbarer Raumteiler genutzt, können größere Räume in kleinere, lufttechnisch isolierte Räume unterteilt werden. Damit kann die Light Wall ein wichtiger Teil eines Aerosol-Hygienekonzepts für Räume und Gebäude werden und sichere Arbeitsplätze schaffen. Einsatzbeispiele sehen die Entwickler in Büroräumen, Kantinen, Produktionsstätten, Krankenhäusern, Arztpraxen, Alten- und Pflegeeinrichtungen, im Einzelhandel, der Gastronomie und sonstigen öffentlichen Bereichen.

Das Entwicklerteam konnte in einer veröffentlichten Untersuchung zeigen, dass die von ihnen entwickelte Barriere aus UV-Licht die Ausbreitung von Krankheitserregern über die Luft in Innenräumen verhindert, indem sie die auf den Aerosol-Partikeln mitreisenden Erreger abtötet. Die Schutzrate wurde anhand von Modellorganismen überprüft. Dazu gehörten E.coli, S.aureus sowie ein Coronavirus. Die Untersuchung zeigt auch, dass bei Luftgeschwindigkeiten von 10 Zentimeter pro Sekunde Inaktivierungsraten von über 99 Prozent erreicht werden.

Ausgehend vom jetzigen Wissensstand werde die Light Wall auch gegen SARS-CoV-2 Mutanten zu 100 Prozent die bisherigen Wirkungsgrade erreichen und die Viren im Aerosol abtöten, ist sich Smart United sicher.

Wie die Virenschutzwand funktioniert

Virologen, Physiker, Licht-Ingenieure und Anbieter von EMS (Electronic Manufacturing Services) und Sensortechnologien waren an der Entwicklung der Light Wall beteiligt. Sie verwenden für die Lichtschutzwand UV-C Licht mit einer Wellenlänge von 270 Nanometern. Die Lichtbündel werden nach dem Passieren eines Reflektors derart parallelisiert und senkrecht nach unten abgestrahlt, dass eine homogene Strahlungsdichte über das gesamte Volumen verteilt wird.

Der so gebidete Schutzvorhang inaktiviert Pathogene, sobald diese auf Aerosol-Partikeln durch die Lichtwand schweben. Zusätzlich desinfiziert das System mit seinem patentierten Schutzmechanismus die im Raum befindliche Atemluft durch Ansaugen und langsames Einblasen in den Leuchtbereich der UV-C Lichtwand. Dies verhindert zusätzlich zur direkten Barrierewirkung der Lichtwand eine Anreicherung infektiöser Aerosole im Raum.

Welche Sicherheitskonzepte greifen

Eine gesundheitliche Gefährdung durch das UV-C-Licht des Systems wird nach eigenen Angaben durch spezielle Abschalteinrichtungen, die den Maschinen Performance Level B erfüllen, vermieden. Dafür besitzt die Light Wall zwei redundante Sicherheitssysteme, bestehend aus Kamera und LIDAR-Sensoren. Die Kameras erfassen sowohl annähernde als auch unter der Wand platzierte Objekte und melden diese an die Abschaltrelais, die entsprechend den eingehenden Signalen einen Teilbereich der Wand abschalten. Tritt bei der Kameradetektion ein Fehler auf z.B., dass ein sich näherndes Objekt nicht erkannt wird, so erkennt dieses der LIDAR Sensor (PLB) und schaltet ab.

Durch dieses Sicherheitskonzept wird automatisch ein Bereich abgeschaltet, sobald ein Gegenstand oder Körperteil in den Strahlungsbereich gerät. Dies passiert auch, wenn man hindurch gehen will. Eine freie Bewegung im Raum ist also weiterhin möglich.

Darüber hinaus können laut Smart United die geltenden Anforderungen des Arbeitsschutzes und der dort festgelegten strengen Expositionsgrenzwerte für UV-Strahlung sowie sonstige rechtliche Vorgaben durch eine Spezialoptik eingehalten werden. Es werde kein Ozon erzeugt.

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