Wie wirkt ein HEPA-Filter und der Bioweapon Defense Mode?

Von Martin Hund

Viele Menschen möchten sich in Zeiten von Klimawandel und Feinstaubbelastung vor einer Schädigung der eigenen Gesundheit schützen. Gerade angesichts der Corona-Virus-Pandemie, fühlt sich jeder der Gefahr ausgesetzt, sich anzustecken oder eine Infektion weiterzutragen. Es ist unklar, inwieweit man sich auch an der frischen Luft infizieren kann. Ist man in einem Auto eigentlich gefährdet, wenn die Außenluft während der Fahrt kontinuierlich in das Fahrzeuginnere transportiert wird? Und was nützt ein Innenluftfilter? Bei manchen Tesla Model S und Model X kommt noch der Biowaffen Defense Modus hinzu, aber was macht der eigentlich? Abseits der medizinischen Forschung betrachte ich das Funktionsprinzip dieser Abwehrmaßnahmen und erläutere, welche Wirkung man erwarten kann.

Die Aufgabe eines Innenraumfilters beim Auto besteht in der Entfernung von Schadstoffen aus der Umgebungsluft, um den Innenraum für den Fahrer und die Passagiere rein zu halten. Aber welche Schadstoffe können das sein?

Gefahren aus der Luft

Insbesondere im Autoverkehr entstehen die meisten Schadstoffe durch die Fahrzeuge selbst.

• Da ist der Ruß aus den Abgasen oder der Staub vom Reifenabrieb, von den Bremsen und der Kupplung. Diese belasten nicht nur die Lungen der Insassen, sondern legen sich auch als feine Schicht auf die Innenflächen. Besonders spürt man das bei den Scheiben, die durch den Schmutzfilm leichter beschlagen und schmierig werden. Man spricht von sogenanntem Feinstaub, wenn die Partikel eine Größe von circa 2,5 bis über 10 μm (Mikrometer) haben. Bei dieser Größe sind die Partikel zu groß für den Abbau durch das Immunsystem und zu klein zum Abhusten. Das kann dazu führen, dass sie über Jahre in der Lunge verbleiben und als Fremdkörper das Krebsrisiko steigern.
• Zusätzlich kommen im Frühjahr und im Sommer noch die Pollen hinzu, die bei vielen Menschen allergische Reaktionen auslösen.
• Weiter sorgen schädliche Abgase (Stickstoff) und lästige Gerüche von außen für gesundheitliche Beeinträchtigungen wie Müdigkeit und Kopfschmerzen.

Virusarten wie Corona COVID 19

Aber auch biologisch aktive Gefahren durch Viren und Bakterien lauern in der Luft. Viren können teilweise mehrere Stunden außerhalb des Körpers leben, wenn gewisse Rahmenbedingungen wie Temperatur und Feuchtigkeit erfüllt sind. Sie fliegen nicht frei durch die Luft, sondern haften zum Beispiel an Wassertröpfchen. Pro Atemzug werden über 1000 kleinste Tröpfchen von circa 1 μm (Mikrometer) freigesetzt. Beim Husten sind es sogar bis zu 50.000 Tröpfchen mit 10 μm Durchmesser. Man nennt die Tröpfchen Aerosole, wenn sie aufgrund ihrer Größe und der Konsistenz in der Luft schweben, anstatt herabzufallen. Somit können sie theoretisch auch von anderen Personen wieder eingeatmet beziehungsweise vom Lüftungssystem eines Fahrzeugs erfasst werden. Die Größe des Virus selbst beträgt circa 120 nm (Nanometer bei der Influenca Grippe) bis 150 nm (Corona). Somit sind sie 100 mal kleiner als das Tröpfchen, auf dem sie haften (Quelle: lungenaertzte-im-netz.de).

Es bleibt festzustellen, dass eine Infektion durch Tröpfchenübertragung über längere Wege bisher weder nachgewiesen noch ausgeschlossen wurde.

Luftfiltersysteme

Eine ADAC-Studie zeigt, dass Aktivkohle-Kombifilter viele Schadstoffe wirksam zurückhalten können. Ein großer Teil der aktuellen Pkw-Modelle wird bereits serienmäßig mit Filtern ausgeliefert. Diese Filter können nicht nur Sand, Staub und Partikel wie etwa Dieselruß vom Fahrzeuginnenraum fernhalten, sondern auch eine deutliche Reduzierung von gasförmigen Schadstoffen wie etwa NO2 (Stickstoffe) sowie die Virenbelastung bewirken.

Die Schichten handelsüblicher Filter nehmen folgende Funktionen wahr:

1. Die erste Schicht aus Kunststofffasern bildet ein engmaschiges Netz, bei dem grobe Partikel wie Sand und Staub aufgrund ihrer Größe physisch ausgesiebt werden.
2. Die Aktivkohle-Schicht besteht aus kleinen Kohlenstoffkörnern und filtriert zunächst auch kleinere Partikel bis 1 μm mechanisch. Aber der enthaltene Kohlenstoff wirkt als Reduktionsmittel und kann Oxidationsmittel wie Ozon und Chlor aufnehmen. Dabei wird der Kohlenstoff übrigens mit der Zeit verbraucht, weil er zu Kohlenstoffdioxid oxidiert. Der Filter muss deshalb regelmäßig erneuert werden (Quelle: Wikipedia). An dieser Stelle bleiben auch die meisten Wassertröpfchen hängen inklusive etwaiger Viren.
3. Die Polyphenol-beschichtete Vliessschicht neutralisiert bis zu 92 Prozent der üblichen Allergene. Das Polyphenol ist ein extra starkes Antioxidanz, welches auch in Äpfeln, Trauben, Kokos- und Zitrusfrüchten sowie in Tee enthalten ist. Es schützt effektiv gegen die gefährlichsten Pollenallergene wie Birke und Ambrosia (Quelle: autohaus-fahrbach.de).

Filter dieser Komplexität werden auch HEPA-Filter genannt („High Efficiency Particulate Air“). Diese sind genormt in folgende Klassen und Abscheidegrad bezogen auf Teilchen der Größe 0,1 bis 0,3 μm (Mikrometer):

Filterklasse	Abscheidegrad	Durchlassgrad
E12	99,5 %	0,5 %
H13	99,95 %	0,05 %
H14	99,995 %	0,005 %
U15	99,9995 %	0,0005 %

Bioweapon Defense Mode bei Tesla

Die meisten beziehungsweise neueren Tesla Modelle haben einen sogenannten HEPA-Filter verbaut. Dieser wird von der Außenluft durchströmt, wenn im Fahrzeug der Frischluftbetrieb eingeschaltet ist. Dabei kommt kontinuierlich Luft von außen durch den Filter in den Innenraum.

Im hinteren Bereich des Fahrzeugraums befinden sich, wie bei jedem Auto, unsichtbare Luftkanäle, die den Luftstrom sanft wieder nach außen leiten, unterstützt durch den Sog des Fahrtwinds. Dadurch wird ein ständiger Luftaustausch aufrechterhalten. Das ist in der Regel auch der Normal-
betrieb.

Im Umluftmodus wird keine Frischluft zugeführt. Gerüche und Partikel der Außenluft bleiben größtenteils draußen. Die vorhandene Luft im Innenraum wird lediglich umgewälzt und dabei auch durch den Luftfilter geführt, so dass sie gereinigt wird. Da der Fahrtwind in diesem Modus weiterhin durch die hinteren Kanäle Luft aus dem Auto saugt, entsteht ein leichter Unterdruck im Auto. Es kommt oft zu einem gewissen beklemmenden Gefühl für die Insassen.

Ganz neu ist der Biowaffen Defense Modus von Tesla, der in aktuellen Model S und X eingebaut ist.

Wer diesen aktiviert, bemerkt zunächst, dass die Lüftungsgebläse auf volle Leistung hochfahren. Es wird im Auto ein stetiger leichter Überdruck erzeugt. Die einströmende Frischluft geht durch den HEPA-Filter, aber die starken Gebläsemotoren sammeln die Luftmasse im Innenraum schneller, als sie durch die Belüftungskanäle wieder entweicht. Durch den Überdruck strömt die Innenraumluft durch alle Ritzen und drängt sich, wo sie kann, nach außen. Es wird effektiv verhindert, dass Schadstoffe durch die Schlitze an Türen, Fenstern, Kofferraum und so weiter entgegen strömen und eindringen können.

Der Effekt ist so stark, dass messbar sogar die Außenluft in der unmittelbaren Umgebung des Wagens mitgereinigt wird.

Tesla gibt die Filterwirkung auf Schadstoffe mit 99,97 Prozent an. Beim Filtern von Viren sei dieser Modus 800 mal effektiver im Vergleich zu anderen Produkten. (Quelle: Tesla)

Die Wirkung wurde von Tesla in Labortests eindrucksvoll nachgewiesen. Im Vergleich zur schwarzen Kurve sinkt die Schadstoffbelastung nach dem Einschalten des Biowaffen-Defense Modus unmittelbar (gemessen mit Feinstaub 2,5 um).

Fazit

Die in Fahrzeugen verbauten Innenraumfilter sind bei der Reinigung der einströmenden Luft wirksam. Selbst mit dem Bioweapon Defense Mode kann man aber nicht davon ausgehen, dass eine medizinisch zertifizierbare Schutzwirkung erreicht wird. Aber die Verfahren reduzieren zumindest die Schadstoffbelastung im Innenraum.

Es ist davon auszugehen, dass auch die Virenbelastung durch die Filter gesenkt wird, insbesondere bei Verwendung des Bioweaopn Defense Mode. Auch wenn man das Eindringen von Viren nicht 100 Prozent ausschließen kann, so kann man aber die Belastung auf ein niedrigeres Niveau senken. Das erhöht die Chance der Wirksamkeit des eigenen Immunsystems und senkt rechnerisch die Wahrscheinlichkeit einer Infektion. Aus heutiger Sicht ist nicht bekannt, ob die Übertragung der Viren durch die Luft über eine gewisse Strecke überhaupt zu einer Infektion führen kann.

So oder so bleibt die Ansage: Schützt Euch, Eure Familien und Eure Mitmenschen durch Einhalten der vorgegebenen Maßnahmen! Und bleibt gesund!

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlich auf der Webseite von Martin Hund: hundhome.de/home/innenluftfilter ist aber aktualisert in der Ausgabe 7 des T&Emagazin erschienen, welche hier bestellt werden kann. Zudem besteht die Möglichkeit, das T&Emagazin in Wunschmenge dauerhaft zu abonnieren.

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Themen der 7. Ausgabe sind:

• Fahrbericht zum Model Y
• Fahrbericht zum Audi eTron
• Der Trend geht zum Zweit-Tesla und die Börse reagiert
• ABC der E-Mobilität (Teil 2)
• Analyse Exterior Design zum Model 3
• 1.111.111 Millionen Kilometer unterwegs mit dem Tesla
• Eine neue MCU für den Tesla?
• E-Mobilitäts-Reisen
• Reisebericht Barcelona
• Tesla und Corona
• Virtuelles M3T
• Neues aus der Tesla Welt
• und vieles andere mehr.

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