Ansatz zur optimierten Positionierung von Blaulichtquellen zur effektiven Oberflächendekontamination in einer Flugzeugkabine

Kurzfassung

Der Ausbruch der globalen SARS-Cov2-Pandemie hat den Luftverkehr stark beeinträchtigt und die Notwendigkeit effizienterer Dekontaminationsverfahren in Flugzeugkabinen verdeutlicht. Dies hat gezeigt, dass neue Technologien gebraucht werden, um die Dekontaminationsverfahren zur Keimreduzierung in der Kabine effizienter zu gestalten. Die Integration dieser Technologien in der Kabine ist von Bedeutung, um das Sicherheitsgefühl und die Gesundheit der Passagiere zu verbessern, insbesondere im Hinblick auf zukünftige Epidemien oder Pandemien. Während die Luftübertragung von Keimen und damit Infektionen während des Fluges durch High-Efficiency Particulate Air Filter (HEPA-Filter) teilweise reduziert wird, wird die Kontaktinfektion durch die Systeme und Materialien im Flugzeug kaum verhindert. Üblicherweise werden Oberflächenkeime in Flugzeugkabinen durch die manuelle Anwendung chemischer Dekontaminationsmittel reduziert. Aufgrund des umfangreichen Ausmaßes der Kabinenoberfläche sowie der begrenzten Turnaroundzeit von Passagierflugzeugen ist jedoch nur eine unzureichende Dekontamination möglich. Um dennoch eine keimreduzierte Flugzeugkabine im täglichen Betrieb zu gewährleisten, ist eine Automatisierung der Dekontaminationsprozesse gefordert. In diesem Zusammenhang bietet der Einsatz von antiseptischem blauem Licht eine vielversprechende Lösung. Durch eine regelmäßige Bestrahlung der Oberflächen werden Keime inaktiviert und somit das Risiko einer Infektionsübertragung auf die Passagiere minimiert. Die Wirksamkeit der Bestrahlung ist von Faktoren wie der Dauer und der Distanz zwischen den Lichtquellen und den Oberflächen abhängig. Daher wird in dieser Arbeit eine Ray-Tracing-basierte Methode erforscht, um die Positionen der Lichtquellen zur Bestrahlung der Kabinenoberflächen einer Flugzeugkabine wie Tray Tables zu analysieren und zu optimieren, unter Berücksichtigung der Kabinenkonfiguration, der Lichtausbreitung und der zur Keiminaktivierung erforderlichen Strahlungsintensität. Die Simulation ermöglicht ausgehend von der benötigten Strahlungsintensität auf den Oberflächen der Flugzeugkabinenkomponenten eine gezielte Verfolgung der Lichtstrahlen, um die notwendige Anzahl der Lichtquellen und die geeigneten Positionen zu ermitteln und dafür ein Optimum zu finden, damit das Gesamtsystem der Blaulichtdekontamination in zukünftigen Kabinenkonfigurationen integriert und berücksichtigt werden kann. Auf diese Weise können die Bestrahlungsdauer sowie die Anzahl der Lichtquellen und dadurch das Zusatzgewicht im Flugzeug minimiert und gleichzeitig eine ausreichende Dekontamination der Oberflächen für eine keimreduzierte Flugzeugkabine gewährleistet werden. Zudem führt dies zu einer geringeren Wahrscheinlichkeit einer Infektion für Passagiere in der Flugzeugkabine, auch während Perioden mit erhöhter Krankheitslast, und trägt zu einem erhöhten Sicherheitsgefühl bei Flügen bei.