Intelligente Feuerwehrjacke: Wie Sensoren und Kühlung das Leben von Rettern schützen

Im Auftrag des Feuerwehrausstatters Texport GmbH haben Salzburg Research und die Universität Salzburg eine innovative Feuerwehrjacke entwickelt. Die Jacke ist mit Sensoren ausgestattet, die eine Warnung ausgeben, wenn die Person überhitzt und sofort entsprechende Gegenmaßnahmen einleiten. Der Prototyp wurde kürzlich unter realen Bedingungen in einer Brandsimulationsanlage getestet.

„Meine Vision ist, Hitzestress bei Feuerwehrleuten automatisiert zu vermeiden. Denn Hitzestress führt zu verminderter Leistungsfähigkeit und im schlimmsten Fall zu einer Ohnmacht, sodass Retter selbst gerettet werden müssen“, erklärt Otmar Schneider, Geschäftsführer und Gründer der Texport GmbH.

Feuerwehrleute stehen bei Brandeinsätzen unter großem Druck. Sie müssen mit extrem hohen Temperaturen zurechtkommen, während sie bis zu 20 Kilogramm schwere Schutzkleidung tragen. Das Retten von Menschen und das Durchführen von Bergungsarbeiten erfordert viel Kraft und Ausdauer. Zusätzlich stehen sie unter starkem psychischem Druck wegen der hohen Verantwortung und der unvorhersehbaren Situationen, denen sie begegnen. Feuerwehrleute riskieren ihr eigenes Leben, um andere zu retten. In den USA sterben jedes Jahr 40 bis 50 Feuerwehrleute an Überlastung, die durch ihre Einsätze verursacht wird. Wenn die Temperaturen im Schutzanzug zu hoch werden, können Feuerwehrleute zusammenbrechen.

Hitzestress durch den Einsatz von Sensoren vermeiden

Deshalb suchten Salzburg Research und die Universität Salzburg gemeinsam nach Möglichkeiten, um Hitzestress durch den Einsatz von Sensoren und einem Kühlsystem in Feuerwehrjacken automatisiert zu vermeiden.

Die Herausforderung bestand darin, den Zeitpunkt zu finden, an dem Feuerwehrleute in die Nähe des „Kipppunkts“ kommen, und dann automatisch eine Intervention zu starten. Dafür wurden Sensoren in die Textilien der Jacke integriert, die Schweiß und Luftfeuchtigkeit erkennen. In einer ersten Laborstudie trugen 19 Teilnehmende Schutzanzug, Helm und Sauerstoffflasche, während sie in einer Sauna saßen. Danach absolvierten sie mit voller Ausrüstung zusätzliche körperliche Belastung auf einem Laufband und beantworteten Fragen für einen kognitiven Test.

„Dadurch wollten wir herausfinden, mit welchen Sensoren und Parametern wir den Hitzestress zuverlässig ermitteln können und wo diese Sensoren am besten angebracht werden sollten“, kommentiert Severin Bernhart vom auf Bewegungsdatenanalyse spezialisierten Forschungsinstitut Salzburg Research. In der Laborstudie wurde der Algorithmus darauf trainiert, den Zeitpunkt zu bestimmen, ab dem es für die Feuerwehrleute im Anzug zu heiß wird.

Wahrnehmung und Entscheidungsfähigkeit von der Hitze beeinflusst

Wenn die Körpertemperatur bei Hitzestress auf 38,5°C steigt, kann dies die Wahrnehmung und Entscheidungsfähigkeit beeinflussen. Menschen werden risikofreudiger, impulsiver und überschätzen ihre körperliche Leistungsfähigkeit. Deshalb wurde in das Futter der Jacke ein innovatives Kühlsystem integriert, das automatisch aktiviert wird, sobald die Sensoren eine zu hohe Temperatur erkennen.

Jannic Wälde von der Universität Salzburg sagte, dass sie untersuchen wollen, ob die neue Luftkühlung das Wohlbefinden der Feuerwehrkräfte steigert, die körperliche Belastung verringert und somit bessere Entscheidungen unter Hitzestress ermöglicht.

Da Schweiß besser verdunstet, wenn die Luftfeuchtigkeit niedrig ist, soll die Luftkühlung helfen, diese zu senken. Die innovative Kühltechnologie könnte in Zukunft die Vitalparameter der Feuerwehrleute verbessern und so die Sicherheit bei ihren Einsätzen erhöhen.

Eine Intervallkühlung entwickelt

„Besonders herausfordernd war, dass alle Komponenten robust und hitzebeständig sein mussten. Außerdem mussten wir ein ausgeklügeltes Kühlungsverfahren entwickeln und testen, um die knappe Ressource Luft, die die Feuerwehrleute in einer zusätzlichen Druckluftflasche mitführen, nicht zu verschwenden“, erklärt Salzburg Research-Forscher Severin Bernhart in einer Pressemitteilung. „Wir haben eine Intervallkühlung entwickelt, die sparsam mit der Luft umgeht und trotzdem effektiv ist.“

Die Prototypen der automatisch kühlenden Feuerwehrjacke wurden schon während der Entwicklung mehrfach unter realen Bedingungen in einer Brandsimulationsanlage getestet. In der abschließenden Studie gingen zwölf Feuerwehrleute mit den intelligenten Jacken und eine Kontrollgruppe ohne dieses System unter kontrollierten Bedingungen in einen Brandcontainer und führten einen simulierten Brandeinsatz durch. Sensordaten und das Feedback der Teilnehmer bestätigten die Wirksamkeit des neuen Systems.