Sensorik Smarte Feuerwehrjacke schützt vor Hitzestress

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Salzburg Research und die Universität Salzburg entwickelten im Auftrag des Feuerwehrausstatters Texport eine „intelligente“ Feuerwehrjacke mit integrierten Sensoren.

Feuerwehrleute stehen bei einem Brandeinsatz unter enormem Stress, denn sie sind hohen Temperaturen ausgesetzt, die den Körper belasten und die persönliche Schutzausrüstung wiegt oft 20 Kilogramm oder mehr. Das bedeutet, dass Bergungsarbeiten und das Suchen nach Personen in Not viel Kraft und Ausdauer erfordern. Hinzu kommt enormer psychischer Stress durch die hohe Verantwortung und die Unvorhersehbarkeit von Situationen bei der Brandbekämpfung. Nicht zuletzt bringen sich Feuerwehrleute selbst in Gefahr, um andere zu retten. Alleine in den USA sterben jährlich bis zu 50 Feuerwehrleute an den Folgen von Überlastung, die im und durch einen Einsatz auftreten. Steigende Temperaturen im Feuerwehranzug führen nicht zuletzt zu einem Kipppunkt, an dem Menschen kollabieren können. Das soll die neuartige, smarte Schutzkleidung vermeiden, wie es von Salzburg Research und der Universität Salzburg heißt.

Mit Sensoren und KI den Kipppunkt frühzeitig erkennen

Gemeinsam mit Texport wurde dafür nach Möglichkeiten gesucht, wie Hitzestress automatisiert mithilfe von Sensorik und einem Kühlsystem direkt in der Feuerwehrjacke vermieden werden kann. Die Herausforderung betraf zunächst den Aspekt, wie man den richtigen Zeitpunkt automatisiert erkennen kann, an dem sich Feuerwehrleute dem kritischen Punkt nähern, damit man rechtzeitig eingreifen kann. In die Textilien wurden dazu Sensoren eingearbeitet, die Schweiß beziehungsweise die Luftfeuchtigkeit in der Einsatzjacke registrieren und dabei abschätzen, heißt es von den Experten. In einer ersten Laborstudie saßen dafür 19 Teilnehmer mit Schutzanzug, Helm und Sauerstoffflasche in der Sauna und beantworteten anschließend nach zusätzlicher physischer Belastung auf dem Laufband Fragen für einen kognitiven Test – ebenfalls mit der gesamten Ausrüstung. In der Laborstudie wurde dabei auch der Algorithmus trainiert, um den Zeitpunkt zu berechnen, ab dem es den Feuerwehrleuten im Anzug zu heiß wird.

Intervallkühlung schont die Luftreserven im Einsatz

Bei Hitzestress – ab 38,5 Grad Celsius Körperkerntemperatur – verändern sich Kognition und Psychophysiologie. Betroffene verhalten sich risikobereiter, impulsiver, treffen möglicherweise falsche Entscheidungen und überschätzen ihre körperliche Leistungsfähigkeit. Darum wurde ins Jackenfutter ein, wie betont wird, innovatives System eingebaut, das automatisch die Feuerwehrfachkraft unter der Jacke kühlt, sobald die Sensorik anschlägt. Weil bei niedriger Luftfeuchtigkeit Schweiß besser verdunstet, ist die Idee, diesen Vorgang durch Luftkühlung zu bremsen. Die Jackenkühlung könnte deshalb künftig dazu beitragen, die Vitalparameter der Feuerwehrleute zu verbessern und somit die Sicherheit im Einsatz zu erhöhen. Besonders herausfordernd war aber, dass alle Komponenten robust und hitzebeständig sein müssen. Außerdem musste man ein Kühlverfahren entwickeln, dass die knappe Ressource Luft, die die Feuerwehrleute in einer zusätzlichen Druckluftflasche mitführen, nicht verschwendet.Das hat man mit einer Intervallkühlung geschafft.

„Intelligente“ Feuerwehrjacke bewährt sich im Test

Die Prototypen dieser automatisch kühlenden Feuerwehrjacke wurde bereits während der Entwicklung immer wieder unter realen Bedingungen in der Brandsimulationsanlage getestet, wie die Projektbeteiligten anmerken. Bei der abschließenden Studie gingen 12 Feuerwehrleute mit smarten Feuerwehrjacken und eine Kontrollgruppe ohne dieses System unter kontrollierten Bedingungen in einen Brandcontainer und absolvierten einen simulierten Brandeinsatz. Sensordaten und Rückmeldungen der Probanden bestätigten die Wirksamkeit des Systems.

Die Forschungsarbeit zur Entwicklung der „intelligenten“ Feuerwehrjacke wurde als bundesländerübergreifende Kooperation zwischen Salzburg und Vorarlberg im Rahmen der WISS-2025-Strategie des Landes Salzburg gefördert. Projektpartner waren: Salzburg Research Forschungsgesellschaft (Projektleitung), der Technologieführer für Schutzbekleidung Texport GmbH, der Fachbereich Sport- und Bewegungswissenschaft der Universität Salzburg, Adidas, Digital Elektronik und die Grabher Group.

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