Digitaler Zwilling simuliert Aerosol-Verteilung bei GEA

Seitdem sich COVID-19 Anfang 2020 auf der ganzen Welt verbreitet, stehen Unternehmen vor der Herausforderung, die Gesundheit ihrer Mitarbeiter und Kunden zu schützen. So führte auch GEA weltweit entsprechende Maßnahmen wie mobiles Arbeiten, die Reduktion von Dienstreisen auf das erlaubte und nötige Minimum sowie die Einführung von Hygieneregeln durch. Um die Sicherheit der Belegschaft zu gewährleisten, wurden in diesem Zuge auch die Kantinen an allen Standorten frühzeitig geschlossen. Betroffen war hiervon ebenfalls der größte Standort von GEA in Oelde mit rund 1.900 Mitarbeitern. Nun soll die Kantine hier unter entsprechenden Auflagen wieder geöffnet werden. Um technisch fundierte Erkenntnisse zu gewinnen, die bei der Ausarbeitung von neuen Sicherheitsmaßnahmen eine wichtige Rolle spielen, gab GEA eine professionelle Kantinensimulation beim langjährigen Softwarepartner Dassault Systèmes in Auftrag. Die Kantine wurde dabei vollständig als digitaler Zwilling abgebildet, um die Luftströme inklusive der gesamten Lüftungsanlage sowie den Transport potenziell kontaminierter Tröpfchen, die ausgeatmet werden, zu simulieren.

„Die Kantine ist ein wichtiger Ort für unsere Mitarbeiter und spielt für das soziale Miteinander eine enorme Rolle“, erklärt Erich Nitzsche, Vice President of Engineering Standards and Services bei GEA. „Wir stellen uns daher die Frage, unter welchen Umständen wir diese wieder öffnen können, ohne die Gesundheit der Mitarbeiter zu gefährden. Dazu mussten verschiedene Szenarien durchgespielt werden, um den besten Weg zu finden. Die Simulation war das fehlende und wichtige Puzzleteil.“

Das permanente neu erlernte Wissen während der anhaltenden Pandemie zeigt, dass Aerosole bei der Ausbreitung von COVID-19 eine zentrale Rolle spielen. GEA wollte daher verstehen, wie sich der Virus in der Kantine durch Luftströme unter Berücksichtigung der Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage ausbreiten könnte. Man beriet sich mit Dassault Systèmes, um ein entsprechendes Simulationsprojekt zu starten. Hierfür wurden verschiedenen Szenarien mithilfe von CFD (Computational Fluid Dynamics) für die Wiedereröffnung simuliert und visualisiert, um eine effektive Risikomanagementstrategie umzusetzen.

Anhand von 2D-Bauplänen und Fotos erstellte Dassault Systèmes zunächst einen präzisen digitalen Zwilling, der die Kantine einschließlich der Lüftungsschlitze sowie des sämtlichen Mobiliars wie Tische, Stühle und Theken abbildete. Zudem wurden maßstabsgetreue menschliche Modelle für realistische Szenarien in der Kantine verwendet. Dann wurden die Zuluft und Abluftbedingungen untersucht und zusammen mit der Lüftungsdokumentation das richtige Luftströmungsverhalten in der Kantine unter Berücksichtigung der natürlichen Luftleckagen an Not- und Eingangstüren simuliert. Anschließend wurden zahlreiche Szenarien simuliert, in denen menschliche Modelle in verschiedenen Bereichen atmen und husten, um besser zu verstehen, wie sich der Virus in der Kantine, in der Küche sowie auf Oberflächen ausbreiten kann.