Vorsicht, stickige Luft! Mit IoT-Lösungen Aerosole reduzieren und Infektionsrisiko senken

Der Begriff „Aerosole“ ist allgegenwärtig. Doch was steckt dahinter und was haben sie mit Personenzählung zu tun? Es handelt sich dabei um kleinste feste und flüssige Schwebepartikel, die beim Atmen oder Sprechen in die Luft abgeben werden. Auf diesen winzigen Partikeln können Viren wie Sars-Cov-2 oder Influenza sitzen. Diese können sich, abhängig von der Anzahl der Personen, der Temperatur und Luftfeuchtigkeit, mehr oder weniger schnell im Raum verbreiten und auch größere Distanzen von einigen Metern überbrücken.

Während sich die Forscher in den ersten Monaten der Pandemie noch auf die Tröpfchen- und Schmierinfektion konzentriert haben, zählen Wissenschaftler die Aerosole nun zu den Hauptüberträgern des Coronavirus. Gesichtsmasken halten diese nur bedingt ab, da die Atem-Tröpfchen deutlich keiner sind, als solche, die beim Niesen oder beim Husten ausgestoßen werden. Laut Martin Kriegel, dem Leiter des Hermann-Rietschei-Instituts der TU Berlin, gelangen etwa 80 bis 90 % der Aerosole durch Undichtigkeiten am Mund-Nasen-Schutz in die Raumluft.  

Da nur in den wenigsten Räumen Abluftsysteme wie in Flugzeugen oder Laboren installiert sind, verteilen sich die kleinen Partikel in wenigen Minuten im kompletten Raum. Das lässt sich durch eine alltägliche Erfahrung wie diese deutlich machen: Man sitzt mit seinen Kollegen im Büro, und erst wenn nach längerer Zeit jemand hereinkommt und sagt „Puh, hier ist ja eine stickige Luft!“, wird das Fenster gekippt.

Reglementierung und Zählung
Die Gefahr dabei: Je mehr Menschen in einem Raum, desto mehr Aerosole in der Luft und im schlimmsten Fall auch mehr Viren. Aus diesem Grund wird schon jetzt die Anzahl der Personen in vielen Bereichen reglementiert. Doch die Zählung der Menschen mit abgezählten Chips oder Einkaufswägen, z. B. im Eingangsbereich eines Supermarktes, ist aufwendig.  

„Stell Dir vor, Du könntest Gefahren vorhersehen und mit nur einem Gerät Personen zählen und gleichzeitig die Luftqualität messen“: Diese Frage von Thomas Fritz, dem CEO der Soft- und Hardware-„Schmiede“ Kentix, war der Startschuss für die Entwicklung eines solchen All-in-One-Sensors mit der Bezeichnung „MultiSensor-TI“.

Das Unternehmen mit Sitz in Idar-Oberstein in Rheinland-Pfalz hat sich bereits vor Jahren auf die Entwicklung intelligenter IoT-Lösungen (Internet of things, Internet der Dinge) zum Schutz von systemrelevanter Infra­struktur spezialisiert. Nachdem bereits der technologisch fortschrittliche Fieberscanner „SmartXcan“ als Bestseller mitten im Corona-Lockdown weltweit tausendfach in Krankenhäusern, Behörden oder in der Industrie zur Früherkennung von Viren-Hotspots im Einsatz ist, ergänzt nun der „MultiSensor-TI“ das Sortiment im Bereich Corona-Prävention.

Durchgangs- und Präsenzzählung
Durch die Fusion mehrerer intelligenter Sensoren in nur einem Gerät, die durch eine clevere Software miteinander vernetzt sind, zählt der smarte IoT-Sensor die eintretenden Personen in einem Raum (Durchgangszählung), zählt Menschen, die sich in einem Raum aufhalten (Präsenzzählung) und misst gleichzeitig die Luftqualität.

Mit dem eingebauten Thermalsensor ist es möglich, die ein- und austretenden Personen in einen Raum exakt zu registrieren. Wird eine zuvor definierte, maximale Personenanzahl überschritten, kann dies optisch, z. B. über ein angeschlossenes Display,  oder akustisch per Warnsignal signalisiert werden.

Eine weitere Form des sogenannten Peoplecounting ist die Präsenzzählung. Diese kann in einem Raum oder in einem bestimmten Bereich innerhalb eines Gebäudes durchgeführt werden. Befinden sich beispielsweise schon zwei Personen in einem Raum und es kommt eine Dritte hinzu, obwohl nicht mehr als Drei erlaubt sind, registriert der MultiSensor die Situation und gibt eine entsprechende Warnung ab.

Permanente Messung der Luftqualität
Um eine hohe Aerosolbelastung und somit die Virenverbreitung in geschlossenen Räumen zu vermeiden, bietet sich als Lösung die Messung des CO2-Gehaltes in der Luft an. Da Menschen CO2 ausatmen, steigt auch mit zunehmender Personenbelegung und zeitlicher Nutzung der CO2-Gehalt im Raum an. Daraus kann man ableiten, dass sich auch mehr Aerosole im Raum befinden. Entsprechend der CO2-Grenzwerte für Arbeitsstätten, kann die Grenzwertüberschreitung gemeldet werden und eine Fensterlüftung eingeleitet werden. Eine hohe CO2-Konzentration >1.000 ppm bedeutet, dass eine Lüftung eingeleitet werden soll.

Der eingebaute Luftqualitäts-Sensor berechnet anhand bestimmter Algorithmen den Kohlendioxidgehalt, mit dem die Luftqualität permanent überprüft werden kann. Hier hat der Nutzer die Möglichkeit, den Qualitätsgrad zum Auslösen des Alarms selbst einzustellen. Als Basis dienen die verschieden Stufen des sog. „Indoor-Air-Quality-Index“ (IAQ), der Stufen von „ausgezeichnet“ bis „extrem verschmutzt“ aufweist und entsprechende Handlungsmaßnahmen wie „Belüftung verbessern“ auf einem angeschlossenen Monitor einblenden kann.

Über einen oder mehrere Eingänge, oder mitten im Raum an der Decke installiert, können mit dem 90 x 90 mm kleinen Gerät Kunden, Besucher oder eigene Mitarbeitern unmittelbar vor Überfüllung und vor erhöhtem CO2-Gehalt – und somit vor zu vielen Aerosolen – gewarnt werden.