“Goed nieuws” noemt de Vlaamse professor Bert Blocken het dat een combinatie van ventilatie en innovatieve luchtreiniging een goede voorzorgsmaatregel kan zijn voor veilig en verantwoord binnensporten zelfs tijdens de coronapandemie. “Goed nieuws”, zegt hij, “voor alle binnensportaccommodaties en met name de sportscholen, maar ook voor de volksgezondheid. Juist tijdens een pandemie is het belangrijk dat mensen fit en gezond blijven.”
De Vlaming komt tot deze ‘goed nieuws’-uitspraken, omdat hij zojuist een grootschalig wetenschappelijk onderzoek heeft afgesloten dat hij als hoogleraar aan de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) heeft verricht naar aerosolen en COVID-19 in binnensportaccommodaties. Het onderzoek heeft fundamentele kennis opgeleverd om veilig te kunnen sporten tijdens pandemieën. Blocken heeft onderzocht hoe aerosolen, en daarmee mogelijk ook het coronavirus, zich verspreiden in sportlocaties. De resultaten van het onderzoek zijn recent gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Building and Environment. Bert Blocken is naast zijn hoogleraarschap in Eindhoven ook deeltijdhoogleraar aan de afdeling Civiele Techniek van de Katholieke Universiteit Leuven. Hij is expert op het gebied van luchtstromingen.
Alleen ventilatie is niet voldoende; aanvullende luchtreiniging is nodig
Hoewel de precieze rol van aerosolen bij de verspreiding van COVID-19 nog onderwerp van wetenschappelijke discussie is, is wel duidelijk dat schone lucht en daarmee goede ventilatie een belangrijke voorzorgsmaatregel is die de coronapandemie kan helpen indammen. Juist in binnensportaccommodaties, waar mensen soms veel en krachtig in- en uitademen, is schone lucht van groot belang.
Deze schone lucht of luchtkwaliteit hangt nauw samen met de concentratie van aerosoldeeltjes, de kleine speekseldruppeltjes die in de lucht blijven zweven. Uit het onderzoek van professor Blocken blijkt nu dat alleen ventilatie meestal niet voldoende is. Om de concentratie aan aerosoldeeltjes in binnensportaccommodaties constant laag te houden, is aanvullende luchtreiniging nodig.
Het meest effectief is reiniging die gebruik maakt van plasmatechnologie met actieve kool- en elektrostatische filters. Samen met het ventilatiesysteem halen ze 80 tot 90 procent van de aerosolen uit de lucht. Vervolgonderzoek zal moeten uitwijzen of deze combinatie van luchtreiniging en ventilatie ook dezelfde resultaten laat zien met andere technologieën en in andere omgevingen, zoals verpleeghuizen, scholen, overdekte (sport)stadions, kantoren, restaurants, theaters, liften etc.
Grote druppels vocht uit neus of mond kunnen het virus overdragen
Het is algemeen bekend dat mensen het coronavirus kunnen overdragen door grotere druppels vocht uit neus of mond. De 1,5-meter-regel is daarop gebaseerd: de druppels zijn zo zwaar dat ze binnen die afstand meestal op de grond vallen en geen bedreiging meer vormen. Er is nog geen eenduidig standpunt onder wetenschappers dat ook de kleinere speekseldruppels, de zogenaamde aerosoldeeltjes, een rol spelen bij de verspreiding van dit virus.
Deze aerosoldeeltjes zijn zo klein (kleiner dan enkele tientallen micrometer), dat ze blijven rondhangen in de lucht, en zich zelfs kunnen ophopen, zeker in afgesloten ruimten, zoals een sportschool, waar mensen samenkomen en intensief sporten. Ventilatie is dan ook van groot belang voor de luchtkwaliteit en om het mogelijke risico van besmetting in te dammen. Het Nederlandse Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieuhygiëne (RIVM) raadt eigenaren van sportscholen en andere sportaccommodaties dan ook aan om goed te ventileren. Blocken noemt dit het ‘voorzorgsprincipe’: ook al is nog niet zeker of en in welke mate hoge concentraties aan aerosoldeeltjes leiden tot overdracht van het coronavirus, voor de zekerheid kunnen ze beter worden vermeden. Sinds de invoering van het huidige Corona-protocol zijn er binnen de Nederlandse sportscholen overigens geen besmettingshaarden van COVID-19 bekend. “In de Verenigde Staten is dat wel het geval”, weet Blocken. “Daar hebben onderzoekers een uitbraak vastgesteld op een sportschool in Chicago, vermoedelijk via aerosolen.”
150 sensoren registreerden de speekseldruppels van 35 sporters
Om te kijken hoe dit in de praktijk werkt, deden Blocken en zijn collega’s op initiatief van Sportinnovator (*) een aantal experimenten in een fitnessruimte van het Studentensportcentrum aan de Technische Universiteit van Eindhoven. Na eerst simulatiemodellen gebouwd te hebben en een reeks experimenten met kunstmatig gegenereerde aerosolen, kwamen vorig jaar juli daar 35 proefpersonen bij elkaar om intensief te sporten. Met bijna 150 sensoren hielden de onderzoekers precies bij hoeveel speekseldruppels daarbij in de lucht terecht kwamen en hoe ventilatie kan bijdragen om de lucht schoon en gezond te houden.Vervolgens werd gekeken of luchtreiniging uitkomst kan bieden. De onderzoekers gebruikten daarvoor twee reinigingsunits, die behalve van traditionele elektrostatische, glasvezel- en koolstoffilters gebruik maken van plasmatechnologie. Deze relatief goedkope technologie reinigt de lucht bijna net zo efficiënt als de HEPA-filters die worden gebruikt in ziekenhuizen en cleanrooms. HEPA (High Efficiency Particulate Air) is een toepassing op specifieke type luchtfilters die minimaal 85% en maximaal 99,9% van alle stofdeeltjes van 0,3 micrometer tegenhouden.
De units zuigen de lucht naar binnen via de onderzijde en blazen gefilterde lucht uit langs de bovenzijde op 1,6 meter hoogte. Zo werd de lucht op loophoogte gefilterd. En dat deden ze heel efficiënt: samen waren de reinigers (met een totale capaciteit van 1234 m³ per uur) ongeveer net zo effectief als het ventilatiesysteem met een 1,5 keer zo hoge capaciteit. In slechts één filtercyclus wisten ze 98 à 98,5 procent van alle aerosolen uit de gereinigde lucht te verwijderen.
De geteste reinigers hebben nog een groot voordeel: omdat er geen lucht van buiten hoeft te worden aangevoerd, hoeft die ook niet te worden opgewarmd. Ze zijn daardoor erg energiezuinig: de twee units verbruiken samen 210 W. Via Sportinnovator worden momenteel enkele andere technologieën van luchtreiniging op soortgelijke resultaten onderzocht.
Ventilatie blijft nodig voor schone lucht
Hoogleraar Blocken benadrukt dat de filters gewone ventilatie niet kunnen vervangen. “Dit type luchtreiniging verwijdert vooral aerosoldeeltjes uit de lucht, maar geen CO2. Ventilatie blijft dus ook nodig voor schone lucht. De reinigers zijn efficiënt, ze maken een dure upgrade van bestaande ventilatiesystemen overbodig en ze kunnen flexibel worden ingezet. Bovendien bieden ze uitkomst als we vanwege de kou minder makkelijk kunnen ventileren door ramen en deuren open te zetten”.
De filters zouden eventueel ook kunnen worden gebruikt in andere ruimten waar aerosolen zich kunnen ophopen. Of ze daar net zo effectief zijn, moet verder onderzoek uitwijzen. Blocken en zijn collega’s doen op dit moment vervolgonderzoek in de Johan Cruijff ArenA in Amsterdam, de Maaspoort in Den Bosch en de topsportlocaties van Centrum voor Topsport en Onderwijs Papendal en Den Haag. Ook zullen ze aanvullende computersimulaties uitvoeren om meer inzicht te krijgen in aerosolgedrag, ventilatie en luchtreiniging.
Praktisch hulpmiddel
De onderzoekers hebben ook een praktisch hulpmiddel ontwikkeld waarmee sportscholen en andere locaties kunnen controleren of hun ventilatiesysteem concentraties aan aerosoldeeltjes voldoende beperkt en in welke mate bijkomende luchtreiniging nodig is. De tool (een zogenaamd nomogram) houdt ook rekening met het volume en de hoogte van de ruimte en met het maximaal aantal aanwezigen en is bruikbaar voor alle vormen van ventilatie en luchtreiniging.
(*)
Sportinnovator is het programma voor innovatie en onderzoek van het Nederlandse Ministerie van Volksgezondheid, Welzijn en Sport. Het richt zich behalve op innovaties voor topsport en breedtesport ook op innovaties die een impact hebben op de volksgezondheid en de maatschappij. Sportinnovator staat onder leiding van het Topteam Sport en wordt ondersteund door ZonMw, de Nederlandse organisatie voor gezondheidsonderzoek en zorginnovatie).
