In unserem Projekt "ExDrop: Tröpfchen- und Aerosolproduktion bei intensiven Belastungen & Implikationen für das SARS-CoV-2-Infektionsrisiko" arbeiten wir in einem interdisziplinären Team zusammen, das sich aus drei Einrichtugnen rekrutiert:

Professur für Sportbiologie (Technische Universität München)

• Prof. Dr. Henning Wackerhage
• Dr. Martin Schönfelder
• MSc Marie Heiber
• MSc Daniela Schranner (PhD)

Institut für Strömungsmechanik und Aerodynamik (Universität der Bundeswehr München)

• Prof. Dr. Christian Kähler
• Dr. Rainer Hain

Di.M.S.A.T. (Universität Cassino, Italien)

• Prof. Dr. Giorgio Buonanno

Was sind unsere Projektziele?

Die durch das SARS-CoV-2-Coronavirus hervorgerufene COVID-19-Pandemie ist ein großes Problem für den Leistungs- und Breitensport mit enormen Konsequenzen für die Gesundheit von Sportlerinnen und Sportlern, die Trainingspraxis, unsere Sportkultur und die Sportwirtschaft. Derzeit flaut die erste COVID-19-Pandemiewelle in Deutschland ab, was aber wahrscheinlich nicht das Ende der Pandemie ist, sondern nur eine Atempause, denn weitere SARS-CoV-2-Infektionswellen sind wahrscheinlich. Zudem sind zoonotische Ausbrüche von ähnlichen Viren auch in Zukunft zu erwarten.
Das SARS-CoV-2-Coronavirus wird über Tröpfchen, Aerosol und SARS-CoV-2-kontaminierte Oberflächen übertragen, wobei die Infektion über Aerosol, d.h. Partikel  kleine 5 µm, wahrscheinlich aber nicht direkt bewiesen ist. Tröpfchen und Aerosol werden vor allem beim Husten und Niesen, sowie beim Sprechen und Singen. Das SARS-CoV-2-Coronavirus kann in experimentell generiertem Aerosol stundenlang und auf Oberflächen tagelang nachgewiesen werden.
Ein Risikofaktor beim Sport ist, dass das hohe Atemminutenvolumen bis über 200 l/min bei Ausdauersportlern. Zudem kann es beim Krafttraining zur Pressatmung kommen. Die erhöhte und veränderte Atmung bei sportlicher Belastung ist ein doppeltes Problem. Es führt vermutlich zum einen zu einer erhöhten Produktion an Tröpfchen und Aerosol und somit auch potentiell zu einer Erhöhung an SARS-CoV-2-Partikeln in der Umgebung, das zum anderen Gesunde in der Umgebung gefährdet sich anzustecken. Jedoch ist die genaue SARS-CoV-2-Freisetzung bei sportlicher Belastung bislang noch nicht direkt experimentell untersucht. Eine derartige Messung ist aber essentiell, um berechnen zu können, in welchem Maße unterschiedliche Belastungen die SARS-CoV-2-Abgabe bei Sportlern erhöht.

Was sind die Projektinhalte?

Ziel des hier beschriebenen Projekts ist es zunächst die Tröpfchen- und Aerosolproduktion bei verschiedenen Belastungsintensitäten (Teil 1) und bei Krafttraining (Teil 2) mit Lasertechnologie direkt zu messen. Auf Basis dieser Ergebnisse streben wir in Teil 3 des Projektes an das SARS-CoV-2 Infektionsrisiko anhand geeigneter Modelle in Abhängigkeit von Raumventilation, Raumgröße und Personenzahl zu berechnen.

Warum sind die Ergebnisse so wichtig?

Da bislang noch keine experimentellen Daten zur Tröpfchen- und Aerosolproduktion bei unterschiedlich intensivem Ausdauer- und bei Krafttraining gemessen wurden, sind diese Daten direkt für die Wissenschaft als auch für die Sportpraxis von größter Bedeutung. Auf Basis dieser Daten ist es möglich, das exakte Infektionsrisiko zu modellieren bzw. quantifizieren, wenn eine SARS-CoV-2-infizierte Person trainiert. Diese Berechnungen können ebenso auch für das Influenza-Virus angepasst werden. 
Bislang wurde die Produktion von Tröpfchen und Aerosol nur beim Husten und Niesen, sowie beim Sprechen bestimmt und teilweise auch publiziert. Unsere Studie wird Daten für verschiedene Belastungsintensitäten und -typen generieren, um diese der Wissenschaft zugänglich zu machen. Zudem sind diese Daten essentiell für die Simulation des Infektionsrisikos in Situationen, in welchen die Belastungsintensität erhöht ist (z.B. Sport, Feuerwehr, Armee). Dies ist von hohem wissenschaftlichem Interesse. Eine zusätzliche Stärke unserer Studie ist, dass wir die gemessenen Daten direkt für die Berechnung des Infektionsrisikos verwenden. 
In allen Hallensportarten, Krafträumen und Fitnessstudios werden bei körperlichen Belastungen mehr Tröpfchen und mehr Aerosol produziert. Die direkte Messung der Tröpfchen- und Aerosolproduktion bei Belastung ist notwendig, um zu berechnen, wie stark intensives Ausdauertraining oder Krafttraining das Infektionsrisiko erhöht. Dies sind essentielle Daten, um Handlungsempfehlungen für den Sport in Innenräumen zu beschreiben. Um einen Transfer in die Sportpraxis zu ermöglichen, werden wir multimediale Lehrmaterialien (PowerPoint-Folien, Videos, usw.) erstellen und diese der Öffentlichkeit zugänglich machen.

Wir bedanken uns beim Bundesinstitut für Sportwissenschaft für die Förderung. Weitere Projektinformationen und Berichte finden Sie unter BISp-SURF. und Online auf der Webseite der Fakultät für Sport- und Gesundheitswissenschaften.