merken
PLUS Sachsen

So geht Chorsingen in der Corona-Krise

Sächsische Forscher untersuchen jetzt, wie sich Aerosole mit dem Virus durch den Raum bewegen. Das soll Konzerte und Theater sicherer machen.

Der große Schlierenspiegel im Hintergrund macht die Atemluft auf dem Computer sichtbar.
Der große Schlierenspiegel im Hintergrund macht die Atemluft auf dem Computer sichtbar. © Matthias Rietschel

Rüdiger Schwarze holt Luft und bildet Sätze, benutzt dabei viele Konsonanten und Zischlaute. Die Wörter sprudeln aus ihm heraus. Neben dem Professor vom Institut für Mechanik und Fluiddynamik der TU Bergakademie Freiberg ist ein sogenannter Schlierenspiegel aufgestellt, einen halben Meter im Durchmesser. Er ist leicht gewölbt und fein geschliffen. Ursprünglich entwickelt 1864 vom Physiker August Toepler, der Ende des 19., Anfang des 20. Jahrhunderts in Dresden wirkte. 

Ein blaues LED-Licht ist auf den Sprecher gerichtet. Die vier Meter entfernt aufgestellte Kamera nimmt alles auf. Das macht Einblicke möglich, die auch einem Chorleiter in Dresden helfen. Humberto Chaves, der die Apparatur aufgebaut hat, zeigt auf ein Computerbild. Dort ist der Kopf von Rüdiger Schwarze als Schattenriss zu sehen, und in einem dunklen Kreis die Atemluft. Die strömt erst in einem Schwall nach oben und dann nach vorn, ehe sie hinabfällt. 

PPS Medical Fitness GmbH
Das Gesundheitszentrum für die ganze Familie
Das Gesundheitszentrum für die ganze Familie

Sie wollen mehr Fitness und Gesundheit in Ihr Leben bringen? Lernen Sie die vielen Gesundheitskurse und Angebote kennen und lassen Sie sich von den umfangreichen Angeboten von PPS Medical Fitness begeistern!

„Es ist wie bei einer Fata Morgana oder flimmernder Luft über heißem Asphalt“, erklärt Chaves. „Die erhitzte Luft hat wie die warme und feuchte Atemluft eine andere Dichte als die kühlere Raumluft.“ Diese Unterschiede würden zu einer Ablenkung des Lichts führen. Resultat sind dunkle Flecken, die auf dem Bildschirm sichtbar werden.

Visualisierung und Simulation am Computer sind erste Schritte in einem Forschungsprojekt, bei dem durch das Verhalten der Atemluft beim Sprechen und Singen die Viruspartikelströmung gemessen wird. Klar ist, jeder atmet sie aus, aber eben auch ein: Aerosole. Kleinste Tröpfchen in einer Größe von tausendstel Millimetern. Schon in einem einzigen Atemstoß sind bis zu 1.000 solcher Tröpfchen, die auch Sars-CoV-2-Viren enthalten können. Das Gefährliche dabei: Bei einer Tröpfcheninfektion landet das Virus auf den Schleimhäuten eines anderen Menschen.

Der Ursprung der 1,50 Meter

Um das eindämmen zu können, muss klar sein, welchen Weg Atemströme im Raum nehmen. Die Freiberger Strömungsmechaniker nutzen dafür ihre jahrelang erprobten technischen Möglichkeiten. Ziel sind Handlungsempfehlungen beim Umgang mit dem Corona-Virus und klarere Aussagen dazu, welche Hygienemaßnahmen sinnvoll sind und welche nicht. Im Mittelpunkt des Projekts stehen dabei Chorsänger und das Verhalten der Aerosole in Patientenräumen. 

Rüdiger Schwarze und seine Kollegen arbeiten dafür mit Wissenschaftlern und Medizinern aus Leipzig zusammen. Sie nutzen zudem Erkenntnisse von Fachkollegen aus Berlin und Freiburg und bemühen außerdem die Historie. „Die mit der Corona-Pandemie propagierten 1,50 Meter Abstand zwischen zwei Menschen sind zum Beispiel Forschungsergebnisse im Zusammenhang mit der Spanischen Grippe, die vor 100 Jahren kursierte“, erklärt Schwarze.

Eine Kamera nimmt über ein blaues LED-Licht den Sprechenden vor dem Schlierenspiegel auf. Mit der Messmethode untersuchen die Freiberger Wissenschaftler normalerweise Strukturen in Überschall-Gasströmungen.
Eine Kamera nimmt über ein blaues LED-Licht den Sprechenden vor dem Schlierenspiegel auf. Mit der Messmethode untersuchen die Freiberger Wissenschaftler normalerweise Strukturen in Überschall-Gasströmungen. © Matthias Rietschel

Um zu verstehen, wie sich das Corona-Virus im Raum ausbreiten kann, werden anhand der Simulationen Zeitabläufe und Bewegungsrichtungen von Luftströmen gemessen. „Eine Methode, die wir am Institut schon lange praktizieren, beispielsweise, um kleinste Fremdkörper in Stahlschmelzen zu erkennen und so entfernen zu können.“ Bereits die erste Erkenntnis aus der Simulation ist aufschlussreich: Schon nach fünf Minuten befinden sich die Aerosole in der Hälfte des Raumes. 

Sie verteilen sich also sehr schnell mit der Luftströmung. Interessant sei auch, so die Wissenschaftler, dass beim Singen bis zu hundert Mal mehr Aerosole produziert werden als beim Atmen oder Sprechen. Die Simulationen zeigten auch, dass diese Aerosole beim Singen viel weiter fliegen als beim Sprechen.

Viele Chorleiter sind besorgt

Sänger atmen nicht nur sehr viel aus, sie atmen auch tief ein. Dadurch sind sie besonders gefährdet, Viren in die Lunge aufzunehmen. Vor allem dann, wenn sie in einem Chor beieinanderstehen. Welche Tröpfchen aber überhaupt gefährlich sind, soll bei einem späteren Experiment mit künstlich erzeugten Aerosolen und inaktiven Viren herausgefunden werden. Das sei immens wichtig für die Chorarbeit, sagt Musikermediziner und Phoniater Michael Fuchs vom Universitätsklinikum Leipzig, der an den Forschungen beteiligt ist.

Immer wieder bekommt er Anrufe von besorgten Chorleitern, die nur sehr eingeschränkt arbeiten können. Auch Gunter Berger, Chordirektor der Dresdner Philharmonie, ist mit dem Leipziger Mediziner in Kontakt. Er wartet auf neue Erkenntnisse, die die Arbeit mit den 170 Kindern und Jugendlichen sowie 70 Erwachsenen erleichtern könnten. „Momentan halten wir uns an bestehende Vorgaben“, sagt er. „Wir proben in kleinen Gruppen von höchstens acht Personen maximal 45 Minuten mit Lüftungspausen und nicht wie sonst zwei Stunden.“ 

Prof. Rüdiger Schwarze von der TU Bergakademie Freiberg.
Prof. Rüdiger Schwarze von der TU Bergakademie Freiberg. © Matthias Rietschel

Das alles mit Abstand zwischen zwei Sängern: Drei Meter seitlich und sechs Meter nach vorn. Eine Herausforderung, zumal die Nähe den Chorgesang ja eigentlich ausmacht. „So wird es zu einem solistischen Ensemblegesang.“ Masken sind für ihn lediglich eine Option, um in den Probenraum zu kommen und wieder hinauszugehen, nicht jedoch fürs Singen. Aber die Gesundheit gehe vor, sagt Berger, der seine Chorsänger während der Corona-Pandemie schützen will.

Die Forscher arbeiten akribisch an dem vor einigen Wochen begonnenen Projekt, mehrere Experimente sind geplant. Aber auch, wenn erste wissenschaftliche Ergebnisse vorliegen – Musikermediziner Fuchs, der selbst viele Jahre im Thomanerchor gesungen hat, geht davon aus, dass Hygieneregeln noch lange auch das musikalische Leben bestimmen werden.

Lüften beugt vor

Bedeutung hat all das auch für Patientenzimmer. Wie lange hält sich die Aerosolwolke dort in welchen Bereichen? Wie lange ist sie gefährlich? Bis wann ist ein Virus ansteckend? „Antworten zu finden, ist wichtig für die Pflege und Behandlung der Patienten“, sagt Fuchs. Wo im Zimmer wäre die Konzentration vielleicht so niedrig, dass sich Angehörige und Personal gefahrlos bewegen können? 

Bis es weitere Erkenntnisse gibt, müssten im Umgang mit Infizierten, aber auch in Chören geltende Regeln eingehalten werden. Abstand halten, regelmäßig lüften, möglichst in kleinen Gruppen im Freien singen oder in großen und hohen Räumen. Wichtig sei auch die Dokumentation, wer wen getroffen hat, um Ansteckungen verfolgen zu können.

So berichten wir über die Corona-Krise:

Weiterführende Artikel

Singen verboten? Chöre in der Corona-Falle

Singen verboten? Chöre in der Corona-Falle

Chöre warten darauf, wieder loszulegen. Experten suchen nach Konzepten, um das Corona-Risiko zu minimieren. Lüften wird wohl nicht reichen.

Singen mit Maske schützt vor Corona

Singen mit Maske schützt vor Corona

Eine Studie der Uni München kommt zu überraschenden Ergebnissen. Für Profi-Chöre ist die Maske aber keine Option. Die Corona-Lage im Kreis Meißen bleibt stabil.

Gunter Berger plant mit seinen Philharmonischen Chören in kleinen Schritten – und beginnt nach der Sommerpause so, wie er aufgehört hat. Mit Konzerten von Mini-Gruppen im Freien. Wie in den Wochen, als Chormitglieder in Höfen und Gärten von Seniorenheimen aufgetreten sind. Er wünscht sich, dass durch neue Erkenntnisse bald Abstandsregeln verändert werden können, damit Chöre wieder als richtige Ensembles ihre musikalischen Qualitäten zeigen.

Die Forschung macht ihm Hoffnung: Schon jetzt gibt es nach umfangreichen Untersuchungen Empfehlungen des Freiburger Institutes für Musikermedizin, der Charité und aus München, die einen Abstand von zwei bis zweieinhalb Metern rund um den Singenden für ausreichend halten. Vielleicht ein Schritt zum gemeinsamen Singen mit etwas weniger Abstand.

Mehr zum Thema Sachsen