Mithilfe Ubidots -Software stärkt die Universität die akademische Integrität durch Sensortechnologie im Kampf gegen die Ausbreitung von COVID-19.

2020 war für alle Organisationen ein herausforderndes Jahr, da wir uns an neue, zuvor unvorhergesehene Gegebenheiten anpassen mussten. COVID-19 stellte eine große Bedrohung für die Bildung dar, und die Studierenden mussten sich auf Online-Lernangebote umstellen. Das Polytechnikum der Universität Alicante (UA) wollte diese Hindernisse jedoch effizient und zukunftssicher überwinden, indem es die Raumluft in den Klassenzimmern reinigte und desinfizierte, um deren COVID-Freiheit zu zertifizieren.

Die Universität Alicante ist eine staatliche Bildungseinrichtung an der Mittelmeerküste in Alicante, Spanien. Sie wurde 1979 gegründet und übernahm das Erbe der Universität Orihuela, die zwei Jahrhunderte lang bis 1808 bestand.

Behindertes Lernen im Klassenzimmer

Das universitäre Lernen konzentriert sich auf den Hörsaal, und COVID-19 brachte dies zum Erliegen. Aerosole, also in der Luft schwebende particle, über die sich das Coronavirus verbreitet, stellen in geschlossenen, schlecht belüfteten Räumen eine große Gefahr dar. Professor Javier Ferrández, Leiter IoT Projekts, erklärt, dass man ab einer CO₂-Konzentration von 1.000 ppm bereits die Luft einatmet, die andere Menschen ausgeatmet haben.

Dies ist eine Herausforderung, die die Universität zu beheben suchte, sobald ihr klar wurde, dass das Lernen durch die Ausbreitung von COVID beeinträchtigt werden würde.

Professor Javier erläutert die Gründe für die Entwicklung einer soliden Lösung zum Schutz von Studierenden und Mitarbeitern: „Die Gesundheitskrise hat es notwendig gemacht, wichtige Aspekte wie die Luftqualität in Lehrräumen zu überprüfen. Da Aerosole Viren über die Luft übertragen, ist eine ausreichende Belüftung von Laboren, Lernbereichen und Hörsälen sehr wichtig.“

CO2-Sensoren und Software versorgen über 60 Klassenzimmer in UA mit CO2-Sensoren

Die Universität erkannte die Notwendigkeit, sichere Räume zu schaffen, die Viren abwehren und ein angenehmes Umfeld bieten. Die Forscher entwickelten einen Aktionsplan, der unter anderem die Automatisierung der Raumlüftungssysteme vorsah.

Die Forscher der Höheren Polytechnischen Schule (EPS) der Universität Alicante (UA) und der Innovationsgruppe UCIE ARS-INNOVATIO der UA koordinierten die Implementierung einer Lösung, die auf der Überwachung von CO₂-Konzentration, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und particlesowie der Steuerung von Kontrollleuchten und HEPA-Filtern basiert. Das Team nutzte die einfach zu installierende Ubidots Lösung für die Optimierungs- und Automatisierungsphasen geschlossener Räume.

Das System umfasst ein dashboard , auf dem Sie die Bedingungen im Klassenzimmer in Echtzeit sowie den Verlauf, die Luftfeuchtigkeit, die Außentemperatur, den Wind und die Windrichtung überprüfen können.

Das Team, das all diese Werkzeuge zusammengeführt hat, besteht aus Forschern aus dem Bereich Informatik; Virgilio Gilart, Javier Ferrández von Ars Innovatio und Joaquín López-Davó, einem Experten für Stadtplanung im Bereich Klimaanlagen.

Da Ubidots bereits in früheren Agrarprogrammen mit der Universität Arizona zusammengearbeitet hatte, ermöglichte die Plattform dem Team, ihre Aufgabe zur Eindämmung weiterer Ansteckungen schnell zu entwickeln und umzusetzen. Die Low-Code-Plattform erlaubte es der Universität, die Geräte einfach anzuschließen und ihre Lösung zu starten. Sie konnten interaktive dashboards und benutzerfreundliche Tools erstellen, um Probleme mit der Luftreinigung in Echtzeit zu beheben. Dieser Ansatz ermöglichte es ihnen, ein umfangreiches Projekt innerhalb weniger Monate durchzuführen, was angesichts der Pandemielage eine große Herausforderung darstellt.

„Aus der ARS-INNOVATIO-Gruppe, in der Forschung und Innovation sowie als Dozent in der Erstellung von Lehrmaterialien“, fährt Javier fort, „glaube ich, dass die Ubidots Plattform Eigenschaften wie Zugänglichkeit, Einfachheit und Potenzial aufweist, die sie sehr gut geeignet machen, sowohl in Unternehmen als auch in Kursen für zukünftige Ingenieure eingesetzt zu werden.“

Die Kombination von IoT und Luftreinigern für ein sichereres Lernerlebnis

Dieses Projekt umfasst drei Phasen, wobei die erste Phase bereits an der Universität umgesetzt wird. Die Pläne wurden ursprünglich für die Ubidots -Plattform erstellt und entwickelt; die erste Phase besteht in der Luftreinigung.

Diese Lösung wird von einem eingebetteten Steuerungssystem auf lokaler Ebene installiert und meldet Daten über dashboard Panels an die Ubidots Plattform zur Überwachung, Ereignisgenerierung und statistischen Analyse.

Abhängig von der particle in der Raumluft gibt das System ein grünes, oranges oder rotes Licht aus. Leuchtet das Licht grün, ist die CO₂-Konzentration im optimalen Bereich. Orange signalisiert einen Anstieg auf ein gefährliches Niveau, und rot bedeutet, dass der Wert von 1000 ppm überschritten wurde. Bei Bedarf kann die Lehrkraft den Unterricht unterbrechen, den Raum verlassen und lüften. In Phase zwei ist dies nicht mehr nötig, da das intelligente System die Luftzirkulation automatisch vor Erreichen von Rot aktiviert.

Bezahlbare Preise für alle

Die Projektergebnisse sind zweifach. Sie ermöglichen es den Studierenden, sicher an die Universität zurückzukehren, und andere Bildungs- und Organisationszentren können das System dort, wo große Personengruppen zusammenkommen, relativ kostengünstig einführen.

An der Höheren Polytechnischen Schule der Universität Alicante hat man laut Direktor Andrés Montoyo „den Bedarf frühzeitig erkannt“. Das Luftreinigungssystem wird dort seit einigen Monaten entwickelt und bereits in 60 Klassenzimmern installiert. Das Bildungsministerium berichtete kürzlich über die Lieferung von 8.000 Luftreinigern an Schulen, doch auch einige Einrichtungen in der Provinz haben bereits Interesse an dem System der Universität Alicante bekundet. „Die Idee ist, diese Innovation an Schulen, Verwaltungen und Unternehmen weiterzugeben, da sie kostengünstig ist“, fügt er hinzu.

Mit dem Einsatz in den ersten EPS-Laboren wurde die Bedeutung der CO₂-Messung und des zugehörigen Warnlichts deutlich. Dies ermöglichte es einigen Studierendengruppen, sich neu zu organisieren und Risiken zu minimieren, indem sie überprüften, ob die gemessenen Werte die festgelegten Grenzwerte einhielten.

„Sehr empfehlenswert für Projekte, Machbarkeitsstudien und um Studierenden die Möglichkeiten von IoT Plattformen zu vermitteln. Meine Erfahrungen mit Ubidotssind seit Jahren hervorragend, sowohl was die Vorteile als auch den Service und die Betreuung durch die Mitarbeiter betrifft“, sagt Javier über seine Zusammenarbeit mit Ubidots.

Diese Lösungen sind vorteilhaft für Universitäten und den akademischen Bereich, doch mit der Zeit und Weiterentwicklung werden sie sich voraussichtlich auch im Markt etablieren können. IoT Initiativen lassen sich an die jeweiligen organisatorischen Gegebenheiten anpassen und so flexibel und anpassungsfähig gestalten. Wer diese digitalen Technologien anwenden kann, hat die Chance, Verbesserungen vorzunehmen und seine Konzepte in ein Geschäftsmodell zu überführen.

Ubidots freut sich auf die beiden folgenden Phasen mit der UA durch Weiterbildung und globale Zusammenarbeit. In der nächsten Phase werden Luftreiniger entwickelt, die CO₂ filtern und gegebenenfalls particleentfernen. Diese Funktion wird nicht nur bei COVID-19, sondern auch bei Grippeviren und Allergie particleerfüllt, sodass das System auch nach dem Ende der Pandemie funktionsfähig bleibt, erklärt Montoyo.

Die Möglichkeit, flexible Plattformen und dashboards bereitzustellen, mit denen Organisationen ihre Prozesse optimieren können, kommt allen zugute – von der Rückkehr der Schüler in die Klassenzimmer über die Sensibilisierung für IoT bis hin zur Einbindung aller Bürger. UA hat trotz der globalen Pandemie beispielhafte Fähigkeiten beim Aufbau ihrer anpassbaren Plattform bewiesen und baut ihre Reichweite auch 2021 weiter aus.