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Mar 15, 2023

Ein DIY-Luftreiniger, dessen Herstellung weniger als 100 US-Dollar kostet, erobert Amerikas Klassenzimmer im Sturm

Ende letzten Jahres war Shiven Taneja ein Mensch auf der Suche nach einer Lösung. Sein

Ende letzten Jahres war Shiven Taneja ein Mensch auf der Suche nach einer Lösung. Seine Gemeinde Mississauga in Ontario befand sich gerade in der fünften COVID-Welle und Omicron war eine furchterregende, sich schnell ausbreitende Variante – dennoch waren Schnelltests Mangelware und die Verfügbarkeit von Auffrischungsimpfungen stark eingeschränkt. Er wollte einen Weg finden, das Risiko zu reduzieren.

Taneja hat eine mögliche Antwort dort gefunden, wo viele von uns suchen: online. Als er von einem selbstgebauten Luftfiltersystem zur Reduzierung von Aerosolpartikeln las, wurde ihm klar, dass er ein solches Modell für sein eigenes Zuhause zu einem Bruchteil der Kosten eines kommerziellen HEPA-Reinigers bauen konnte. Taneja bot schnell an, ähnliche Systeme für andere in seiner Gemeinde zum Selbstkostenpreis zu bauen – und die Anfragen gingen ein. Eine DIY-Lösung zur Luftfilterung hatte plötzlich Erfolg.

„Das Wohnzimmer meiner Familie wurde zu einem Lagerhaus zur Aufbewahrung von Filtern und Ventilatoren“, erzählte mir Taneja. Seit Dezember, sagt er, habe er Dutzende selbstgebauter Filtersysteme geliefert, vor allem an Senioren und immungeschwächte Menschen, die dies möglicherweise nicht selbst tun könnten.

Das alles wäre auf jeden Fall beeindruckend. Das gilt umso mehr, wenn man bedenkt, dass Taneja 15 Jahre alt ist. Und während wir in die möglicherweise endemische Phase von Covid eintreten, ist seine Lösung eine, die auch viele andere auf der Welt finden.

Im Mittelpunkt steht ein genial unkompliziertes Design, die Corsi-Rosenthal-Box, benannt nach zwei langjährigen Freunden, die sie gemeinsam entworfen haben. Im Sommer 2020 diskutierte Richard Corsi, Dekan des College of Engineering an der University of California-Davis, auf Twitter über die Wissenschaft hinter seiner Idee. Jim Rosenthal, der CEO eines in Texas ansässigen Luftfilterunternehmens, sah Corsis Tweet und dachte: „Das ist eine großartige Idee“, sagte er gegenüber Fortune. „Ich habe es (den ersten Prototyp) buchstäblich am nächsten Tag geschafft.“

Im Wesentlichen ist ein Corsi-Rosenthal ein fenstergroßer Kastenventilator, an dem rundherum hochwertige Filter (MERV-13) angebracht sind. Die Komponenten sind vier Filter, der Lüfter selbst, etwas Klebeband und genügend Pappe (z. B. der Karton, in dem der Lüfter geliefert wurde), um eine Basis zu bilden.

Obwohl Corsi es als „peinlich einfach“ bezeichnet, sorgt die Corsi-Rosenthal-Box für eine deutliche Reduzierung der Partikelausbreitung in Innenräumen. Und mit einem ungefähren Preis von 60 bis 100 US-Dollar ist er um ein Vielfaches günstiger als kommerzielle HEPA-Reiniger mit ähnlicher Leistung – eine Art Ersparnis, die für Schulbezirke und andere Unternehmen attraktiv sein könnte, für die die Kosten für eine effektive Filterung bisher unerschwinglich waren .

Es wird auch frei geteilt, was nahezu eine Seltenheit ist und unter anderem zu seiner Umsetzung in Europa, Südamerika und auf den Philippinen geführt hat. „Wir haben uns entschieden, es als Open Source zu veröffentlichen, damit jeder das Design nutzen kann“, sagt Rosenthal. „Das Erstaunliche daran ist, dass wir dadurch viel mehr Unterstützung bekommen haben und so viel mehr Menschen beteiligt waren und versuchten zu helfen.“

Unter denjenigen, die Interesse bekundeten, waren Wissenschaftler und Ingenieure, die mithilfe ausgefeilter Methoden die von diesem handgefertigten System gelieferte Geschwindigkeit messen konnten. „Wir haben es von Universitäten testen lassen“, sagt Rosenthal. „UC Davis hat ein von Experten begutachtetes Papier, in dem sie es getestet und festgestellt haben, dass es besser schneidet als die HEPA-Luftreiniger, mit denen sie es verglichen haben.“

Die Auswirkungen sind vielversprechend. „Wir brauchen das in allen Schulen, um unsere Kinder zu schützen“, schrieb Kimberly Prather, eine weithin angesehene Aerosolexpertin und Atmosphärenchemikerin am Scripps Institution of Oceanography. Prather wies darauf hin, dass die CR-Boxen „auch Grippe, Asthma, Allergien und andere Atemwegserkrankungen reduzieren“, allesamt darunterdas Grundkonzept sauberer Luft, die sich durch einen definierten Raum bewegt.

HEPA-Reiniger sind hocheffizient bei der Entfernung von Schwebeteilchen aus der Luft – mit einer Effizienz von mindestens 99,97 %. Tatsächlich aktuelle Experimente haben gezeigt, dass HEPA-gefilterte Luftreiniger SARS-CoV-2 „kontinuierlich aus der Luft entfernen“ können. Der Kampf gegen ein Virus wie Covid hänge aber auch maßgeblich von der Luftmenge ab, die in einem bestimmten Zeitraum bewegt werden könne, sagen Experten.

„Eine CR-Box verwendet MERV-13-Filter, die nur 60 % bis 80 % dieser Partikel entfernen können, (aber) der Ventilator der CR-Box ist viel größer und kann mehr Luft reinigen“, sagt Joseph Fox, Vorsitzender des Innenbereichs Luftqualitäts-Beratungsgruppe der Ontario Society of Professional Engineers, die mit Schulen in HVAC-Fragen zusammenarbeitet. „Letztendlich interessiert Sie nur die Gesamtrate, mit der die Luft gereinigt wird. Was der CR-Box also an Effizienz fehlt, macht sie durch den Luftstrom wett.“

Dies ist eine kostengünstige und möglicherweise langlebige Option. Schulbezirke und andere Büros und Unternehmen können MERV-13-Filter in großen Mengen zu erheblichen Ersparnissen kaufen, und in Kalifornien werden CR-Boxen jetzt als kostengünstige tragbare Luftreinigungsgeräte für Klassenzimmer aufgeführt.

Corsi, der viele HEPA-Reiniger für den Einsatz in seiner Hochschule auf dem Campus der UC Davis gekauft hat, erzählte mir, dass er eine CR-Box für etwa 65 US-Dollar herstellen könnte – etwa ein Viertel der Kosten eines im Laden gekauften Luftreinigers mit ähnlicher Leistung. „Diese DIY-Geräte funktionieren erstaunlich gut und besser als einige kommerzielle HEPA-Geräte“, sagt Megan Jehn, Epidemiologin für Infektionskrankheiten und Leiterin des Clean Indoor Air Teams der Arizona State University. Die freiwilligen Schüler von Jehn haben rund 350 CR-Boxen für mehr als 100 Schulen im ganzen Bundesstaat gebaut.

„Ich habe gerade eines im Büro des Dekans, das seit sieben Monaten in Betrieb ist“, sagt Corsi. „Er ist verfärbt – es ist kein schöner weißer Filter mehr –, aber er hat nicht mehr viel Partikelkuchen darauf. Ich bin sicher, dass wir das noch fünf Monate lang betreiben können.“ Was die Nutzung im Klassenzimmer angeht, schätzt er, dass eine einzelne CR-Box möglicherweise ein ganzes Schuljahr überdauern könnte – und diese könnten in Klassenzimmern in ganz Nordamerika innerhalb einer Woche und nicht erst nach Jahren in die Tat umgesetzt werden, was unmittelbare Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit hätte.

Das ist nicht alles. Keine noch so große Luftfilterung „wird Ihnen jemals praktisch die Vorteile einer gut sitzenden N95-Maske bringen“, die nach wie vor der Goldstandard zur Verhinderung der Ausbreitung von Infektionen ist, sagt Corsi. Sie müssen die CR-Box auch richtig bauen, damit sie ordnungsgemäß funktioniert – ein Grund, warum Shiven Taneja in Ontario seine Dienste älteren Menschen anbot, die möglicherweise Schwierigkeiten damit hatten.

Doch da COVID-19 von Forschern immer klarer als eine durch die Luft übertragene Krankheit erkannt wird, gewinnt die Idee einer effektiven Luftfilterung im Gesamtbild an Bedeutung. Das ist keine neue Erkenntnis: Saubere Luft ist für uns alle gesünder und geht mit geringeren Fehlzeiten, verbesserten kognitiven Funktionen und Arbeitsleistungen, höheren schulischen Leistungen und insgesamt besseren Gesundheitsergebnissen einher. Aber die Grundkosten haben viele Menschen, Unternehmen oder Schulbezirke davon abgehalten, dieses Wissen besser zu nutzen.

Die Bundesumweltschutzbehörde hat eine skeptische Haltung gegenüber selbstgebauten Filtersystemen eingenommen und verweist auf begrenzte dokumentierte Beweise für die Wirksamkeit und mögliche Leistungsunterschiede. Andererseits „testete 3M die Corsi-Rosenthal-Box mit der gleichen Sorgfalt, die es auch auf die Produktmarke Filtrete anwendet, und kam zu dem Ergebnis, dass die CR-Box „außerordentlich gut darin ist, unerwünschte Partikel in der Luft, einschließlich Viren, einzufangen“, sagt Kelsey Hei. ein 3M-Anwendungsingenieur.

Das ist sicherlich der Kern der Idee. „Do-it-yourself-Luftreiniger wie die Corsi-Rosenthal-Box spielen eine Rolle, wenn kommerzielle Produkte unerschwinglich sind“, sagt William Bahnfleth, Professor für Architekturingenieurwesen an der Penn State. Tatsächlich schätzt Corsi, dass die Gesamtkosten für den Bau und die Wartung einer sehr guten CR-Box im Durchschnitt über drei Jahre etwa 4,46 US-Dollar pro Schüler und Jahr in einem 700 Quadratmeter großen Klassenzimmer mit 25 Schülern betragen.

„Das entspricht ungefähr den Kosten für einen Venti-Café-Mokka pro Schüler und Jahr“, sagt Corsi. Heimwerker-Reiniger, sagt Bahnfleth, zeigen der Öffentlichkeit, dass die Verbesserung der Raumluftqualität in Gebäuden „nicht schwer ist und nicht teuer sein muss“. Das allein ist für uns alle ein bedeutender Fortschritt.

Aber was ist, wenn wir springen? Prather, der Aerosolexperte, hat vorgeschlagen, mithilfe des Defence Production Act 40 Millionen CR-Boxen zu bauen, sodass wir in jeder Schule des Landes 200 bis 300 Boxen aufstellen können. Die geschätzten Gesamtkosten belaufen sich auf 4 Milliarden US-Dollar. Das ist eine relativ geringe Investition, obwohl sie sich im Großen und Ganzen auszahlt und dabei hilft, Schüler, Lehrer, Mitarbeiter und Familien ein Schuljahr lang zu schützen.

KORREKTUR: Aufgrund eines Quellenfehlers wurden in einer früheren Version dieser Geschichte die geschätzten Gesamtkosten für den Bau von 40 Millionen CR-Boxen falsch angegeben. Die Kosten betragen 4 Milliarden US-Dollar, nicht 400 Millionen US-Dollar.

Carolyn Barber, MD, ist seit 25 Jahren Ärztin in der Notaufnahme. Als Autorin des Buches „Runaway Medicine: What You Don't Know May Kill You“ hat sie ausführlich über COVID-19 für nationale Publikationen, darunter Fortune, geschrieben. Barber ist Mitbegründer des in Kalifornien ansässigen Obdachlosenarbeitsprogramms Wheels of Change.

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