Kleine druppeltjes met het coronavirus erin lijken zich in slecht geventileerde binnenruimtes over veel grotere afstand te kunnen verplaatsen dan anderhalve meter. Nederlandse universiteiten, bedrijven en instellingen gaan onderzoeken hoe dat werkt.

Een bus in China waar de chauffeur de luchtbehandeling op standje ‘recirculeren’ had staan, een restaurant in hetzelfde land waar slecht geventileerd werd, en half mei nog een restaurant in Duitsland. Het zijn drie voorbeelden van plekken waar superverspreiding plaatsvond: één enkele persoon met Covid-19 besmette in korte tijd tientallen anderen.

Hoe kan zoiets gebeuren? Wetenschappers beginnen steeds meer in te zien dat dit hoogstwaarschijnlijk (deels) te wijten is aan verspreiding van het virus door de lucht. De overeenkomsten tussen de drie cases: er waren minstens een uur lang tientallen mensen in dezelfde ruimte en de ventilatie van de ruimte was steeds slecht. Ramen zaten dicht en lucht werd gerecirculeerd.
 

Meer lezen in het Dossier Corona


RIVM

Toch stelt het RIVM in officiële berichten vooralsnog dat ‘er op basis van de huidige inzichten niet is aangetoond dat aerogene (door de lucht, red.) transmissie een rol speelt in de verspreiding van SARS-CoV-2.’

Experts die De Ingenieur hiernaar vroeg, zijn het daar niet mee eens. Volgens hen moeten we er vanuit gaan dat besmetting door aerosolen - heel kleine druppeltjes die zweven in de lucht - wel degelijk een mechanisme is dat een rol speelt. Het stelligst daarover is Atze Boerstra, vice-president van REHVA (de Europese federatie van brancheverenigingen op het gebied van verwarming, ventilatie en airconditioning) en directeur van het ingenieursbureau bba binnenmilieu. ‘Laten we het zo zeggen: op onderdelen interpreteer ik de wetenschappelijke literatuur duidelijk anders dan het RIVM.’

 

De kans op besmetting kan stijgen door onvoldoende verdunning van de binnenlucht, gecombineerd met luchtstromingen in de ruimte die virusdeeltjes meters ver weg dragen. De vrouw rechts draagt Covid-19 bij zich. Grotere druppels die ze afscheidt, vallen binnen 1,5 meter op de grond. Het zijn de kleine druppeltjes (< 5 micron) die gaan zweven en door luchtstromingen in de hele ruimte terechtkomen. Vooral als de lucht onvoldoende wordt ververst, gaat dit spelen. Illustratie: Stijn van der Horst, bba binnenmilieu


Koor

Volgens Boerstra valt het lastig nog te ontkennen dat slechte ventilatie een rol speelt bij zogenoemde super spreading events, zoals bovengenoemde voorbeelden. ‘Het RIVM zegt dat een reproductiegetal van 2 tot 4 (R0, getal dat aangeeft hoeveel mensen door één ander worden besmet, red.) niet lijkt te wijzen op aerogene verspreiding, maar vergeet erbij te vertellen dat dit een gemiddelde is. In bepaalde gevallen zien we een veel hogere R0. Bij een repeterend koor nabij Seattle werden 41 mensen besmet door één persoon!’

Het lijkt erop dat Covid-19 een infectieziekte is die in bepaalde gevallen nauwelijks naar anderen wordt overgebracht, maar in andere gevallen juist wel en dan ook meteen in hoge mate (lees ook dit recente nieuwsartikel in het wetenschappelijke tijdschrift Science).

 

Meters ver

Het vermoeden is onder wetenschappers nu sterk dat een dergelijke besmetting in binnenruimtes komt door onvoldoende verdunning van de binnenlucht, gecombineerd met luchtstromingen in de ruimte die virusdeeltjes meters ver weg dragen. ‘Het meest ongunstige geval is als een luchtstroom langs een besmet persoon gaat, aerosolen met virus oppikt en ze langs gezonde mensen leidt’, zegt hoogleraar Indoor Environment Philomena Bluyssen van de TU Delft.

In zo’n geval verhoogt recirculatie van lucht de kans op besmetting bij gezonde mensen die in die ruimte aanwezig zijn. Aan de andere kant kun je met slimme luchtstromen de kans op besmetting juist verlagen. Dat begint, heel eenvoudig, met het toevoeren van voldoende verse lucht. ‘Dan is er sprake van verdunning en wordt de virusconcentratie in de ademzone van de aanwezigen substantieel verlaagd’, legt Boerstra uit (zie ook de figuren).

Ventilatie en circulatie van lucht kunnen dus zowel oorzaak van het probleem zijn, als onderdeel van de oplossing. Dat is behoorlijk ingewikkeld en daarom gaan Bluyssen en Boerstra, samen met collega’s van het NLR, de Universiteit Twente en het Radboudumc experimenteel onderzoek doen naar de invloed van ventilatiesystemen op de verspreiding van virusdeeltjes in een ruimte.
 

Dezelfde situatie, maar nu is het ventilatiesysteem aangezet. De lucht wordt rechts afgezogen, terwijl bovenin verse lucht van buiten de ruimte binnenstroomt. Er treedt verdunning op en de virusconcentratie in de ademzone van de aanwezigen gaat substantieel omlaag. Illustratie: Stijn van der Horst, bba binnenmilieu


Zeepbelletjes

In een testruimte aan het SenseLab van de TU Delft gaan zij vanaf begin juni proeven doen waarbij kleine zeepbelletjes, gevuld met lucht of helium, in de ruimte worden gebracht. ‘Die belletjes zijn veel groter dan aerosolen met virus erin, maar hun gedrag onder invloed van luchtstromingen is wel te vergelijken’, vertelt Bluyssen aan de telefoon.

De onderzoeksvraag is eigenlijk heel eenvoudig: waar gaan die belletjes naar toe, hoe bewegen ze zich door de ruimte? Daarbij gaat het onderzoeksteam drie typen ventilatie testen. Ten eerste natuurlijke ventilatie, oftewel de ramen tegen elkaar openzetten en de natuurlijke trek zijn werk laten doen. Dit wordt al aanbevolen voor gebouwen waar geen mechanische ventilatie aanwezig is, zoals in veel scholen het geval is.
 

Lichaamswarmte

Ten tweede komt mengventilatie aan de beurt, een vorm waarbij verse lucht bovenin de ruimte binnenstroomt, vervolgens mengt met de reeds aanwezige lucht, en elders wordt weggezogen. Ten slotte testen Bluyssen en collega’s verdringingsventilatie, waarbij verse lucht onderin een ruimte binnenstroomt en door de lichaamswarmte van mensen wordt verwarmd. Deze lucht stijgt op en wordt bovenin afgezogen.

Sommige experts noemen deze laatste vorm van ventileren ideaal, maar Bluyssen weet het zo net nog niet. ‘Zeker, met verdringingsventilatie kun je goed geurtjes en de allerlichtste deeltjes afvoeren. Maar we vermoeden dat middelgrote deeltjes, die normaal gesproken langzaam dalen, door de opwaartse luchtstroom weer bij de mensen worden gebracht. En dan zouden virussen die al bijna op de grond waren weer bij gezonde mensen onder de neus terechtkomen. Die hypothese willen we graag experimenteel toetsen.’
 

De Experience room van het SenseLab aan de TU Delft waar de proeven met verschillende vormen van ventilatie gaan plaatsvinden.


Eerste experimenten

Volgende week gaan Bluyssen en collega’s in Delft de testruimte inrichten en dan kunnen de week erop de eerste experimenten beginnen. Die moeten uiteraard leiden tot een wetenschappelijke publicatie, maar ‘we zullen resultaten ook naar buiten brengen via de website van de TU Delft.’

Gebouweigenaren zouden hun mechanische ventilatiesystemen extra moeten laten controleren en waar die niet aanwezig zijn: gooi die ramen wat vaker open.

En heeft Bluyssen al een idee hoe de ideale vorm van ventilatie eruitziet? ‘Dan denk ik aan persoonlijke ventilatie. Daarbij zuigt een systeem lokaal op bijvoorbeeld je werkplek de lucht af. Dit bestaat al wel, maar wordt nog niet grootschalig toegepast.’ Een dergelijk systeem brengt natuurlijk ook extra kosten met zich mee.
 

'Gooi ramen open'

Mensen moeten niet overdreven angstig worden, benadrukt Atze Boerstra van bba binnenmilieu. ‘We hoeven binnenruimtes de komende tijd echt niet helemaal te mijden; zo’n vaart loopt het nu ook weer niet. Als een ruimte prima geventileerd is, kan daar niet zoveel gebeuren. Maar uit voorzorg is het dus wel goed om de komende tijd extra te ventileren. Gebouweigenaren zouden hun mechanische ventilatiesystemen extra moeten laten controleren en waar die niet aanwezig zijn: gooi die ramen wat vaker open.’
 

Meer lezen in het Dossier Corona

 

Openingsfoto: Op deze foto is te zien hoe een man niest. Het niezen leidt tot een grote pluim met speekseldruppeltjes, waarvan de grotere deeltjes snel neerslaan op de grond. De kleinere druppeltjes kunnen gaan zweven in de ruimte.