Branschen samarbetar med universitetet inom ramen för den ansedda medicinska fakulteten i Paris för att visa hur fastighetsförvaltare kan begränsa spridningen av virus.
”Fältstudier om covid-19 har visat på sambandet mellan dålig luftkvalitet och ökade smittotal och visar tydligt att en IoT-baserad lösning nu kan hjälpa fastighetsförvaltare att begränsa spridningen av virus som covid-19.” – Prof. Bertrand Maury, Université Paris-Saclay
| Microshare | Kerlink |
| > Huvudkontor: Philadelphia, USA > Grundat: 2013 > Verksamhetsområde: datahanteringslösningar för smarta byggnader, IoT |
> Huvudkontor: Thorigné-Fouillard, Frankrike > Grundat: 2004 > Verksamhetsområde: global leverantör av lösningar för sakernas internet |
| Projekt: Medicinska fakulteten – Bicêtre-sjukhuset, AP-HP (Assistance Publique-Hôpitaux de Paris) Grundat: 1885 Verksamhetsområden: Medicin, hälsa, högre utbildning |
Utmaning
En studie[1] som publicerades 2018 av den amerikanska miljöskyddsmyndigheten (EPA) visade att inomhusluften är 100 gånger mer förorenad än utomhusluften och att människor idag tillbringar minst 80 % av sin tid inomhus. Samma studie visade att, till skillnad från luftföroreningar, är föroreningar i inomhusluften ungefär 1 000 gånger mer benägna att andas in och därmed nå lungorna, vilket kan orsaka sjukdomar.
En brittisk studie från 2018[2] utförd för British Council for Offices (BSO) visar att utförandet av uppgifter som kräver koncentration ochuppmärksamhet direkt påverkas av inomhusmiljön, såsom temperatur, relativ luftfuktighet och koldioxidkoncentration. Den visade också att noggrann temperaturreglering och adekvat övervakning av koldioxidnivåerna direkt kan minska stressnivån hos personal, kunder, besökare eller hyresgäster samt förbättra deras produktivitet och tillfredsställelse. Denna studie bekräftar resultaten från en undersökning som genomfördes 2012 och som utvärderade de direkta effekterna av ökade koldioxidkoncentrationer i inomhusluften på beslutsfattandet.[3]
Covid-19-pandemin har dessutom riktat forskarnas uppmärksamhet mot den centrala roll som hanteringen av luftkvaliteten i byggnader spelar som en nyckelfaktor i kampen mot virusets spridning. Det saknas dock fortfarande konkreta underlag för utvärdering, mätning och modellering som kan användas för att påvisa och underbygga dessa teorier samt fastställa lämpliga åtgärder utifrån dem. Det är i detta sammanhang som saknade uppkopplade enheter (IoT) kommer in i bilden.
Projektets tillkomst
Pilotprojektet vid Bicêtre-sjukhuset (AP-HP) syftade till att begränsa spridningen av covid-19 genom att anonymt följa studenter, lärare och personal under deras dagliga verksamhet på sjukhuset.
Redan från början fokuserade man på att ta fram epidemiologiska modeller för smittspridningen av covid-19 genom anonym övervakning av smittkedjor (kontaktspårning) kopplade till längre kontakter i slutna miljöer, såsom offentliga platser, klassrum eller arbetsplatser. Genom att kombinera standard-IoT-teknik och utrustning från Kerlink, Microshare och Enless Wireless med nya matematiska modeller som simulerar spridningen av COVID-19, utformade och installerade ett team som var särskilt dedikerat till projektet ett pilotsystem vid medicinska fakulteten i slutet av 2021. Förutom de deltagande företagen bestod projektteamet av personal från medicinska fakulteten och forskare från olika teknikinriktade organisationer.
Närmare 200 studenter samt ett tjugotal frivilliga anställda som bar Bluetooth-sändare under sina föreläsningar, laborationer och tjänstgöring vid medicinska fakulteten deltog i det tre månader långa försöket under fjärde kvartalet 2021. Systemet övervakade anonymt deras rörelser och positioner med hjälp av specialutvecklade matematiska modeller som tagits fram av två forskare vid Université Paris-Saclay, professorerna Bertrand Maury och Sylvain Faure, samt genom kontinuerlig övervakning av luftkvaliteten på campus. Dessa modeller simulerade spridningen av covid-19-viruset bland studenterna utifrån matriser för smittspårning.
Projektet finansierades av Université Paris-Saclay med 12 000 euro i administrativa kostnader och fick stöd av fakultetens vice dekan,dr Olivier Lambotte, samt av två läkare,dr Florent Besson ochdr Nicolas Noel, från Medicinska fakulteten vid Université Paris-Saclay (Bicêtre-sjukhuset, AP-HP). Resultaten har validerats av den kliniska forskningsenheten vid Paris-Saclay medicinska fakultet och de berikade matriserna för kontaktspårning har inspirerats av en algoritm som utvecklats vid CNRS. Skyddet av personuppgifter och identiteten hos deltagarna i pilotprojektet var helt i enlighet med GDPR.
Luftkvalitetsövervakning och CO2-analys inom anläggningens område genomfördes parallellt för att utvärdera deras inverkan på smittspridningen.
Tidsplan och genomförande av lösningen
För att samla in data på fältet utnyttjade systemet den teknik som utvecklats av Kerlink, specialist på lösningar för IoT, Microshare, leverantör av avancerade lösningar för datahantering i IoT-eran, samt Enless Wireless, en ledande tillverkare av självförsörjande smarta sensorer som kommunicerar via radiovågor och är avsedda för applikationer inom energieffektivitet och komfort i byggnader. Detta pilotprojekt har tillhandahållit viktig information för kontaktspårning (nivå 1) och analys av CO2-koncentrationen (nivå 2). De insamlade uppgifterna matades sedan in i en matematisk modell (nivå 3) för att analysera kontaktfrekvenser och virusets spridning i relation till den omgivande koldioxidkoncentrationen.
Nivå 1 – smittspårning
Det LoRaWAN-kompatibla systemet använde Kerlinks Wanesy™ Wave, en multiteknologisk spårningsenhet som kombinerar Wi-Fi, BLE ochLoRaWAN®, för att samla in data för kontaktspårning från Bluetooth-brickor. Det inkluderade även en Wirnet™ iFemtoCell-gateway för inomhusbruk från Kerlink för att överföra data till appen Universal Contact Tracing® (UCT) från Microshare, som garanterar säkerhet, integritet och tillförlitlighet från början till slut genom att endast leverera den nödvändiga informationen.
De genererade uppgifterna uppfyllde kraven i GDPR och levererades i rätt tid via Microshares regel- och delningsmotor (patentansökan inlämnad), och endast till de behöriga personer som utsetts för detta ändamål inom organisationen.
”Microshareslösning Universal Contact Tracing är utformad för att garantera besökarnas säkerhet och allmän tillgänglighet och bygger på bärbara uppkopplade enheter, vilket gör det möjligt att undvika de säkerhetsbrister och integritetsproblem som är förknippade med smartphones. Genom att anonymt spåra kontakter mellan besökare i en anläggning med hjälp av brickor, armband och nyckelringar undviker man sårbarheten hos smartphone-metoden, där data kan raderas, batterier kan ta slut eller där enheten delas mellan personer som arbetar på olika tider. Den bygger också på LoRaWAN®-gateways som är separata från privata nätverk, vilket undviker de allvarliga säkerhetsproblem som är förknippade med Wi-Fi eller mobildata.”–Charles Paumelle, produktchef och medgrundare av Microshare
Nivå 2 – övervakning av koldioxid
Enless Wireless har bidragit till pilotprojektet genom att tillhandahålla sensorer för inomhusluftkvalitet som är lätta att installera och ansluta och som har inbyggda koldioxidsensorer samt D-batterier med hög kapacitet.
Appen för kontaktspårning i byggnader har därför kopplats samman med en övervakning av luftkvaliteten som omfattade:
- koldioxidhalterna i lokalerna beroende på beläggningsgrad och tidpunkter samt ventilationsinställningarna,
- fel i ventilationssystemet eller nödvändigt underhåll av ventilationsutrustningen, samt
- luftväxlingsfrekvensen (TRH), eller den totala luftväxlingen i ett rum, som är en nyckeltal (KPI) som fastighetsförvaltare följer i sin dagliga verksamhet.
TX CO2 VOC T&H Amb 600-023 –Enless Wireless© 2022
Nivå 3 – algoritm och vetenskaplig modell
De ursprungliga matematiska modellerna som användes i pilotprojektet utarbetades utifrån interna data från ett UCT-försök vid Kerlinks huvudkontor i Rennes, där de anställda hade utrustats med Microshare UCT-brickor under åtta månader 2020, mitt under pandemins höjdpunkt.
De utökade matriserna för kontaktspårning hämtades sedan från en algoritm som utvecklats av CNRS och Université Paris-Saclay, där professorerna Bertrand Maury och Sylvain Faure har skapat de algoritmer som ligger till grund för de epidemiologiska modellerna för virusöverföring. Tack vare det implementerade systemet kunde denna algoritm även integrera en första utvärdering och korrelation av påverkan från CO2-koncentrationen som en indikator på dålig luftkvalitet som kan påskynda virusöverföringen, till exempel en CO2-nivå som indikerar otillräcklig luftväxling inomhus.
Huvudsakliga slutsatser
Luftkvaliteten kontrollerades varje timme, liksom koldioxidhalten i lokalerna, med hänsyn till beläggningsgrad, tidsschema och ventilationsperioder. Mätningarna gjorde det också möjligt att upptäcka fel i ventilationssystemet, föreslå underhåll av berörd utrustning samt belysa deltagarnas beteenden och/eller platser där smittorisken var förhöjd. Det var därmed möjligt att utforma en pedagogisk strategi och hjälpa personalen vid medicinska fakulteten att planera användningen av föreläsningssalarna samt att förmedla hälsosamma vanor till de som vistas där.
Källa: B. Maury, S. Faure — Université Paris-Saclay© 2022
En låg luftväxlingshastighet leder till höga halter av aerosoler och, potentiellt, viruspartiklar.
Koldioxidhalten i ett slutet utrymme kan användas för att övervaka luftväxlingshastigheten och varna för risken för ökad exponering för viruspartiklar i luften. Regelbunden ventilation är därför avgörande, till exempel genom att öppna fönster eller ställa in en optimal luftväxlingshastighet per timme (LWH).
Professor Lambotte, vice dekan vid medicinska fakulteten vid Paris-Saclay, förklarade att analysen av smittspridningen av covid-19-viruset och strävan att utveckla ett ”förbättrat varningssystem” baserat på epidemiologiska modeller var utlösande faktorer för detta projekt, och att målen kunde uppnås tack vare övervakning av luftkvaliteten baserad på analys av CO2-nivån.
”Med utgångspunkt i dessa första resultat kommer medicinska fakulteten att kunna finjustera sina åtgärder för att motverka smittspridning genom en bättre förståelse av interaktionerna mellan studenterna och genom bättre kontroll av luftkvaliteten. Matematisk modellering av luftväxlingen i ett klassrum eller en föreläsningssal gör det möjligt att i förväg uppskatta det maximala antalet personer som kan vara närvarande för att hålla CO2-halten under en fastställd gräns.” –Prof. Olivier Lambotte, vice dekan vid medicinska fakulteten i Paris-Saclay
”Testen visade att dessa lösningar kan hjälpa fastighetsförvaltare att förbättra luftkvaliteten på arbetsplatser för att minska risken för smittspridning eller virusöverföring, vilket kan påverka de boendes välbefinnande, koncentrationsförmåga och prestationsförmåga. Dessutom kan detta system, som använder våra 100 % plug-and-play-enheter för övervakning av inomhusluftkvaliteten med egen strömförsörjning, vara en prisvärd lösning för sjukhus, äldreboenden, universitet, skolor och offentliga byggnader.” – Caroline Javelle, marknads- och kommunikationschef på Enless Wireless
”Förutom att hjälpa läkare och forskare att beskriva och förstå smittspridningsmönstren för covid-19, har testet visat att LoRaWAN®-lösningar för hantering av inomhusluftkvalitet, bestående av autonoma enskilda kontaktspårningssändare, uppkopplade CO2-sensorer, appar och AI-algoritmer, utgör ett pålitligt, kostnadseffektivt och lättanvänt system för övervakning av luftkvaliteten i byggnader. » –Benjamin Maury, ansvarig för internationella partnerskap hos Kerlink
Ytterligare läsning (på engelska)
”Hantering av luftkvalitet – Typer av luftföroreningar” Amerikanska miljöskyddsmyndigheten (EPA)
https://www.epa.gov/air-quality-management-process/managing-air-quality-air-pollutant-types
”Att öka produktiviteten på arbetsplatsen” British Council for Offices
https://emcoruk.com/workplace_productivity.pdf
[3] ”Is CO2 an Indoor Pollutant? Direct Effects of Low-to-Moderate CO2 Concentrations on Human Decision-Making Performance”, Usha Satish, Mark J. Mendell, Krishnamurthy Shekhar, Toshifumi Hotchi, Douglas Sullivan, Siegfried Streufert och William J. Fisk, i Environmental Health Perspectives, volym 120 – nummer 12, december 2012, sidorna 1674–1677.
*Redaktion: Kerlink
Klicka på ikonerna nedan för att dela den här artikeln på sociala medier >>
