הטכנולוגיה מאחורי גלאי איכות אוויר של העתיד

מדידת איכות אוויר היא אמצעי קריטי להבטחת הבריאות והבטיחות של סביבות פנים וחוץ כאחד. שיטות המדידה התפתחו רבות במהלך העשורים האחרונים, מטכניקות ידניות ועד חיישנים אלקטרוניים וניטור רציף, וכעת להדמיית לוויין, המאפשרת תובנות עמוקות יותר לגבי חלקיקים אולטרה-קטנים באמצעות נתוני זמן-אמת.

ככל שהטכנולוגיה אפשרה ניטור ומחקר צמודים יותר, נחשפו סיכונים בריאותיים משמעותיים הקשורים לאיכות אוויר ירודה, מה שהוביל לעלייה בהמלצות והנחיות בריאותיות מצד ארגון הבריאות העולמי (WHO) ולתקני איכות אוויר לאומיים מצד מדינות בודדות.

בשנת 2021, ארגון הבריאות העולמי עדכן את הנחיותיו כדי להמליץ על גבולות איכות אוויר נמוכים יותר והחמיר את התקנים שלו עבור שישה מזהמים עיקריים המסוכנים לנשימה. סכנה מתחת-לרדאר היא אוויר בתוך הבית, מכיוון שרוב האנשים מבלים את רוב זמנם בתוך הבית. נתוני ארגון הבריאות העולמי מעריכים כי 3.8 מיליון בני אדם ברחבי העולם מתים מדי שנה ממחלות המיוחסות לאוויר מזיק בתוך הבית.

התקדמות הטכנולוגיה

עם דגש גובר על תקנות ממתינות, מתנהל מרוץ אחר טכנולוגיה חדשה וטובה יותר שיכולה לזהות חלקיקים מזיקים באוויר, במיוחד בבניינים. השוק מתרחב במהירות מכלים ייעודיים להתקנים ניתנים להרחבה הנתמכים AI ומנוטרים בזמן אמת.

DigiKey, מובילת ההפצה העולמית של רכיבים אלקטרוניים ומוצרי אוטומציה, היא ספקית מרכזית לחברות המייצרות ומוכרות מוצרי איכות אוויר. DigiKey מספקת הכל, החל מחיישנים משולבים זעירים ועד לערכות הערכה שלמות המסייעות למהנדסים לתכנן ולשלב רכיבים נחוצים בפתרונות והתקנים חדשניים.

איור 1: חברת Aetosense חיפשה חלקים בעלות נמוכה וספקים אמינים, כמו גם את היכולת להגדיל את הייצור שלה לאלפי יחידות ככל שהיא גדלה. (מקור תמונה: Aetosense)

במקרה של הלקוח שלה, Aetosense, סטארט-אפ הממוקם ב-Cambridge, אנגליה, המחויב לחתירה לאוויר נקי, חברת DigiKey היא שותפה אינטגרלית בדרכה ליצירת גלאי הננו-חלקיקים הזעיר הראשון בשוק, שהוא חכם יותר, קטן יותר וזול יותר ממוצרים מתחרים.

Molly Haugen, מנכ"לית חברת Aetosense, אומרת כי "איכות האוויר בתוך הבית מהווה סיכונים גדולים יותר ממה שאנשים מבינים, שכן 90% מהחלקיקים הנשאפים, כולל זיהום, ננו-פלסטיק ווירוסים, אינם ניתנים למדידה על ידי אף אחד מחיישני איכות האוויר הקיימים כיום בשוק. אנחנו בודקים את הפתרון של העתיד."

מה עומד מאחורי פיתוח המוצר

יחידת הגלאי של Aetosense פועלת על ידי דגימת זרם אירוסול קבוע דרך תכן מקשה-אחת בהדפסת תלת-ממד. מאוורר מושך את הזרם דרך אזור מעבה, וגורם לננו-חלקיקים לגדול בהתאם לעקרונות מדויקים של התרמודינמיקה ודינמיקת הנוזלים . חלקיקים מוגדלים אלה מפזרים אחר כך אור LED על גלאי פוטודיודה באופן רציף. צוות ה-Aetosense יכול ליצור קורלציה בין עוצמת האור המפוזר ומספר החלקיקים באוויר. עם איסוף מידע זה, ניתן להזין אותו חזרה למערכות ניהול מבנה, ובכך לספק ללוח מחוונים מקור נתונים חדש בזמן אמת המאפשר למנהלי המבנה ולצוותי התחזוקה לנטר ולהישאר מעודכנים בנוגע לסינון אוויר וצריכת אנרגיה בבניין שלהם.

התוצאות הראשוניות היו מעודדות, ומראות כי המוצר של Aetosense כולל חיישן אמין ביותר שניתן להשתמש בו במגוון יישומים, החל מריכוזי חלקיקים נמוכים, כמו במרכזי נתונים, ועד ריכוזים גבוהים, כמו כשפורצת שריפה, עם רגישות מוגברת.

המבדלים של Aetosense כוללים את גודלו הזעיר ואת הטכנולוגיה הרשומה כפטנט לכניסת אירוסול ומיזוג חלקיקים. המטרה היא הפיכת המוצר לחלק צרכני המשולב באופן נרחב במערכות התפעול והתחזוקה של מתקנים.

הסתמכות על שותפים להרחבת הפתרון

מההתחלה, המטרה הייתה ליצור גלאי ננו-חלקיקים קטן וקל יותר, שכן Haugen גילתה שדגמים קודמים היו גדולים וכבדים מדי מכדי לתפקד ביעילות בתנאים מסוימים ולניטור הנרחב הנחוץ כל כך שנדרש על ידי ארגון הבריאות העולמי.

ככל שהפתרון ממשיך להיות מלוטש, DigiKey מספקת ל-Aetosense צמדים תרמיים, חיישני לחץ, חיישני זרימה, מחצלות חימום, נורות LED ועוד.

איור 2: ככל שהפתרון ממשיך להיות מלוטש, DigiKey מספקת ל-Aetosense צמדים תרמיים, חיישני לחץ, חיישני זרימה, מחצלות חימום, נורות LED ועוד. (מקור תמונה: Aetosense)

לאב הטיפוס הנוכחי של Aetosense יש 26 רכיבים, והרכבתו אורכת 10 דקות. Haugen וצוותה לא רצו רכיבים ייחודיים, מוכנים מהמדף. הם רצו חלקים בעלות נמוכה וספקים אמינים, בנוסף ליכולת להגדיל ייצור לאלפי יחידות כבר מהתחלה.

בעבודתה עם DigiKey, חברת Aetosense הצליחה להפחית משמעותית את רשימת החומרים (BOM) שלה ולהציע מחיר שוק ללא תחרות.

"מאחר וגדלתי ב-Thief River Falls, היכן ש-DigiKey ממוקמת, אני יודעת שהחברה היא אמינה ויש לה אבטחת איכות מעולה על חלקים", אמרה Haugen. "ב-Aetosense, אנחנו צריכים להיות מסוגלים לייצר מאות יחידות ולהיות בטוחים שכולן יעבדו." זה עניין גדול עבורנו."

במבט קדימה

עם מימון ושותפים אמינים התומכים ב-Aetosense, החברה מוכנה להרחיב את הפתרון שלה בשנה הבאה ואף מעבר לה. עם לקוחות קיימים בסינגפור, גרמניה ואנגליה, והזדמנויות התרחבות עתידיות בקליפורניה, ניו יורק ובוסטון, הביקוש למוצרי הסטארט-אפ הולך וגובר. בנוסף, החברה זוכה לעניין מצד פלחי שוק מרובים, כולל מגזרים סביבתיים ומניעת שריפות.

איור 3: עם מימון ושותפים אמינים התומכים ב-Aetosense, החברה מוכנה להרחיב את הפתרון שלה בשנים הקרובות. (מקור תמונה: Aetosense)

החששות בנוגע לאיכות האוויר גברו במהלך המגפה, וממשיכים להוות סוגיה קריטית, במיוחד לאור המגמה של יותר ויותר חברות להחזיר עובדים לעבודה מהמשרד. על מנהלי נכסים לנקוט צעדים מקדימים להבטחת איכות אוויר פנים-מבנית תקינה, וזאת כדי לשמור על בטיחותם ובריאותם של השוהים במבנה.

טכנולוגיות מתקדמות, כגון גלאי החלקיקים האולטרה-קטנים של חברת Aetosense יאפשרו ליותר אנשים לשוב למקומות העבודה ולמפגשים במרחבים ציבוריים בבטחה ובתחושת ביטחון, ומעבר לכך, הם צפויים לשמש ככלי חיוני לאיסוף נתונים ותובנות, שיעידו כי איכות האוויר עומדת בדרישות הרגולציה, ואף עולה עליהן, במקומות בהם מוצבות היחידות של Aetosense.