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Maske und CO2

Verfasst: So 25. Okt 2020, 15:49
von Admin
Maske und CO2

Wie ist es mit den Kohlendioxidkonzentrationen unter einer Maske? Sind die wirklich- wie immer wieder beteuert, völlig unproblematisch oder bringt das doch Probleme mit sich?

Dazu habe ich mal folgende Überlegungen angestellt:
Laut Wikipedia besteht die Ausatemluft des Menschen zu ca. 4% aus CO2, die frische Luft enthält ca. 0,04% CO2.
Das Atemvolumen eines Erwachsenen beträgt nach diesem Artikel ca. 500 ml, bei kleinen Kindern nur ca. 200 ml.
Wenn man jetzt mal davon ausgeht, das sich hinter der Maske lediglich ein Stauraum von 50 ml befindet, bedeutet das, dass bei beiden die Einatemluft mit zusätzlich 50 ml vierprozentigem CO2 angereichert wird.

Beim Erwachsenen: 450 ml x 0,0004 + 50 ml x 0,04 = 2,18 ml/500 ml = 0,00436 = 0,436% CO2 (dabei ist die Restatemluft in den Atemwegen noch gar nicht berücksichtigt) Entspricht 4360 ppm

Beim kleinen Kind: 150 ml x 0,0004 + 50 ml (weil die Maske meist gleich groß ist) x 0,04 = 2,06 ml/200 ml =
Entspricht 0,013 = 1,3% CO2 (auch wieder ohne Berücksichtigung der Restluft in den Atemwegen, wegen der der reale Wert noch höher sein muss)
Das sind 13000 ppm.

Die Luftqualität anhand der Kohlendioxidkonzentration wird wie folgt bewertet:

Für die Quelle aufs Bild klicken!
Bild

Der Wert von 13000 ppm bei kleinen Kindern ist hier bereits unter mehr als "gesundheitlich bedenklich" eingeordnet.

Bei Erwachsenen liegt der berechnete Wert zwischen "Die Gefahr einer Ansteckung erhöht sich" und "begrenzter Aufenthalt von max. acht Stunden täglich"

Der gerne gebrachte Einwand, das CO2 würde ja durch die Maske diffundieren, stimmt nur theoretisch, denn da man nach dem Ausatmen praktisch sofort wieder einzuatmen beginnt, ist für eine nennenswerte Diffusion keine Zeit, da das ein recht langsamer Vorgang ist, besonders bei einer Maske, die sinnvollerweise nur äußerst feinporig ist.

Was man daraus schließen kann, kann unter diesem Beitrag diskutiert werden.

Re: Maske und CO[sub]2[/sub]

Verfasst: So 25. Okt 2020, 17:51
von ClemensLode
Beim Erwachsenen: 450ml * 0,4% CO2 + 50ml * 4% CO2 = 1,8ml + 2ml CO2 = 3,8ml CO2
3,8ml CO2 / 500ml = 0,76% CO2 entspricht 760ppm nicht 4360 ppm.

Beim kleinen Kind: 150 ml * 0,4% CO2 + 50ml * 4% CO2 = 0,6ml + 2ml CO2 = 2,6ml CO2
2,6ml CO2 / 200ml = 1,3% CO2 entspricht 1300ppm nicht 13000 pm.

Re: Maske und CO[sub]2[/sub]

Verfasst: So 25. Okt 2020, 18:37
von Admin
Hallo und herzlich willkommen hier:
ClemensLode hat geschrieben: So 25. Okt 2020, 17:51 Beim Erwachsenen: 450ml * 0,4% CO2 + 50ml * 4% CO2 = 1,8ml + 2ml CO2 = 3,8ml CO2
3,8ml CO2 / 500ml = 0,76% CO2 entspricht 760ppm nicht 4360 ppm.

Beim kleinen Kind: 150 ml * 0,4% CO2 + 50ml * 4% CO2 = 0,6ml + 2ml CO2 = 2,6ml CO2
2,6ml CO2 / 200ml = 1,3% CO2 entspricht 1300ppm nicht 13000 pm.
Um es mal genauer zu sagen: 1% ist ein Hundertstel, ein ppm (parts per millon) ist ein Millionstel. Eine Million geteilt durch hundert ist zehntausend.
also sind es sehr wohl 13000 ppm (nicht "pm"), wenn es 1,3 Prozent sind.

Das ist nicht wenig. ;)

Liebe Grüße

Re: Maske und CO[sub]2[/sub]

Verfasst: So 25. Okt 2020, 20:00
von ClemensLode
Admin hat geschrieben: So 25. Okt 2020, 18:37 Hallo und herzlich willkommen hier:
ClemensLode hat geschrieben: So 25. Okt 2020, 17:51 Beim Erwachsenen: 450ml * 0,4% CO2 + 50ml * 4% CO2 = 1,8ml + 2ml CO2 = 3,8ml CO2
3,8ml CO2 / 500ml = 0,76% CO2 entspricht 760ppm nicht 4360 ppm.

Beim kleinen Kind: 150 ml * 0,4% CO2 + 50ml * 4% CO2 = 0,6ml + 2ml CO2 = 2,6ml CO2
2,6ml CO2 / 200ml = 1,3% CO2 entspricht 1300ppm nicht 13000 pm.
Um es mal genauer zu sagen: 1% ist ein Hundertstel, ein ppm (parts per millon) ist ein Millionstel. Eine Million geteilt durch hundert ist zehntausend.
also sind es sehr wohl 13000 ppm (nicht "pm"), wenn es 1,3 Prozent sind.

Das ist nicht wenig. ;)

Liebe Grüße
Stimmt. Und in der frischen Luft sind 0,04% CO2, nicht 0,4%.

Totraum von 50ml entsprechen einem luftdicht abgeschlossenem Rohr mit 16cm Länge und 2cm Durchmesser, müsste also eine recht große Maske sein...
Realistischer wäre für eine Maske wohl ein Totraum von unter 10ml.

Re: Maske und CO2

Verfasst: So 25. Okt 2020, 20:16
von Admin
Ich muss mal schauen, irgendwie stimmt die Rechtevergabe hier noch nicht ganz. Eigentlich solltest Du frei antworten können

Re: Maske und CO2

Verfasst: So 25. Okt 2020, 20:27
von Admin
Stimmt. Aber im Startbeitrag hatte ich auch mit 0,04% gerechnet. Am besten die Zitierfunktion benutzen, dann passiert sowas nicht.

Was den Totraum angeht: Man könnte ja mal eine Maske aus Plastikfolie machen und den Zwischenraum mit Wasser füllen, dann könnte man das genauer bestimmen. Dazu müsste der Tester natürlich kurzzeitig GANZ ohne Sauerstoff und Kohlendioxid auskommen. :oops: :mrgreen:
Vielleicht mach' ich das mal.

Ich würde jedenfalls annehmen, dass man den Hohlraum unter der Maske leicht unterschätzt, vor allem wenn es eine starre Formmaske ist. Immerhin verteilt sich das Volumen ja über eine relativ große Fläche und betrifft nicht nur den Bereich direkt über den Atemöffnungen Mund und Nase.
Mich interessiert es ja auch selbst, ob meine Schätzung auch der Realität entspricht.

Das Posten müsste jetzt übrigens ohne Freischaltung gehen.

Liebe Grüße

Re: Maske und CO2

Verfasst: Mi 28. Okt 2020, 00:12
von Gunnar
Es kommt noch der Effekt dazu, dass die weitere Anreicherung der Ausatemluft dazukommt, durch den man für weitere Atemzüge mit mehr als 4% CO2-Anteil rechnen müsste.
(Antwort von "Admin" mit "Zivilaccount" 8-) )

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Verfasst: So 21. Feb 2021, 13:00
von Wilburdut
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