Op een middag kwamen een dozijn studenten van de Arizona State University bijeen om de ochtend door te brengen met het snijden van karton, het afplakken van ventilatoren en het monteren van filters in een poging 125 draagbare luchtreinigers voor lokale scholen te bouwen. Diezelfde ochtend waren medewerkers van een opvangcentrum voor daklozen in Los Angeles bezig met het opzetten van 20 zelfgemaakte luchtreinigers, terwijl in Brookline, Massachusetts, een andere doe-het-zelf luchtreiniger stil stond te snorren achterin een klaslokaal voor kinderopvang terwijl kinderen speelden.

De technologie in alle drie de gevallen – een bescheiden constructie van ducttape en karton die bekend staat als een Corsi-Rosenthal-doos – speelt een belangrijke rol in de strijd tegen COVID-19. Het verhaal van hoe het is ontstaan, onthult ook veel over gemeenschappen als bronnen van innovatie en veerkracht bij rampen.

Een eenvoudige technologie met een groot effect

Toen duidelijk werd dat COVID-19 zich via de lucht verspreidde, begonnen mensen maskers te dragen en haastten gebouwbeheerders zich om hun ventilatiesystemen te upgraden. Dit betekende meestal het installeren van zeer efficiënte HEPA-filters. Deze filters werken door met virus beladen deeltjes op te vangen:lucht wordt in een poreuze mat geperst, verontreinigingen worden eruit gefilterd en schone lucht stroomt erdoorheen.

De efficiëntie van het ventilatiesysteem van een gebouw wordt echter bepaald door twee factoren, niet alleen door de kwaliteit van de filters. De hoeveelheid lucht die door de ventilatiesystemen wordt verplaatst, is ook van belang. Experts adviseren doorgaans vijf tot zes luchtverversingen per uur in gedeelde ruimtes, wat betekent dat het volledige luchtvolume in een kamer elke 45 minuten wordt vervangen. Systemen in veel oudere gebouwen kunnen dit volume echter niet aan.

Draagbare luchtfilters zijn een optie voor het uitbreiden van ventilatiesystemen, maar ze kosten doorgaans honderden dollars, waardoor ze buiten bereik zijn voor scholen en andere openbare ruimtes die te maken hebben met budgettaire beperkingen.

Dit is waar de Corsi-Rosenthal-box binnenkomt. Het is een kubus die bestaat uit vier tot vijf kant-en-klare ovenfilters met daarbovenop een standaard boxventilator die naar buiten blaast. Eenmaal aan elkaar verzegeld met tape, kan het op een vloer, plank of tafel zitten. De ventilator zuigt lucht door de zijkanten van de kubus en uit de bovenkant. De units zijn eenvoudig, duurzaam en gemakkelijk te maken, en zijn effectiever dan het plaatsen van een enkel filter voor een boxventilator. Het duurt meestal 40 minuten, minimale technische expertise en $ 60 tot $ 90 aan materialen die verkrijgbaar zijn bij elke thuiswinkel.

Ondanks deze eenvoud zijn deze zelfgemaakte eenheden echter buitengewoon effectief. Wanneer ze worden gebruikt in een gedeelde ruimte zoals een klaslokaal of ziekenhuisafdeling, kunnen ze de bestaande ventilatie aanvullen en verontreinigingen in de lucht verwijderen, waaronder rook en virusdeeltjes. Uit recent peer-reviewed onderzoek is gebleken dat draagbare luchtreinigers de overdracht van aerosolen drastisch kunnen verminderen. Andere preprint- en onder-review-studies hebben aangetoond dat Corsi-Rosenthal-dozen net zo goed presteren als professionele eenheden tegen een fractie van de kosten.

Oorsprong van de Corsi-Rosenthal-doos

Het formele verhaal van de Corsi-Rosenthal-box begon in augustus 2020, toen Richard Corsi, een luchtkwaliteitsexpert en nu decaan van de University of California, Davis, het idee opperde om goedkope box-fan-luchtfilters te bouwen op Twitter. Jim Rosenthal, de CEO van een in Texas gevestigd filterbedrijf, speelde met een soortgelijk idee en bouwde snel het eerste prototype.

Binnen enkele dagen bouwden zowel knutselaars als luchtkwaliteitsingenieurs hun eigen Corsi-Rosenthal-boxen en deelden ze de resultaten op sociale media. Er ontstond een levendig gesprek op Twitter, waarbij geavanceerde technische analyses van ingenieurs werden gecombineerd met het inzicht en de inspanningen van niet-specialisten.

In december waren honderden mensen Corsi-Rosenthal-dozen aan het maken en nog eens duizenden hadden berichtgeving in de pers gelezen in winkels als Wired. In verschillende uithoeken van de wereld hebben mensen ontwerpen aangepast op basis van de beschikbaarheid van benodigdheden en verschillende behoeften. Hun collectieve verbeteringen en aanpassingen werden gedocumenteerd door speciale websites en blogs, evenals nieuwsberichten.

In sommige gevallen bleken ontwerpaanpassingen invloedrijk te zijn. In november 2020 ontdekte een huiseigenaar in North Carolina bijvoorbeeld een probleem waarbij lucht terug naar binnen werd gezogen via de hoeken van de meest gebruikte vierkante ventilatoren. Daaropvolgende tests door experts op het gebied van luchtkwaliteit toonden aan dat het toevoegen van een mantel aan de ventilator de efficiëntie met maar liefst 50% verhoogde.

Het analyseren van sociale media en berichtgeving geeft een idee van de omvang van het Corsi-Rosenthal-boxfenomeen. Vanaf januari 2022 waren er meer dan 1.000 eenheden in gebruik in scholen, en duizenden meer in huizen en kantoren. Meer dan 3.500 mensen hadden de hashtag #corsirosenthalbox op Twitter gebruikt en tienduizenden anderen droegen bij aan het online gesprek. Nieuwsartikelen en uitlegvideo's op YouTube waren samen meer dan 1,9 miljoen keer bekeken.

Gemeenschappen als bronnen van innovatie

Het verhaal van de Corsi-Rosenthal-box maakt deel uit van een breder verhaal van de basisreactie op de COVID-19-pandemie. De begindagen van de pandemie hebben meer dan alleen een verschrikkelijke tol geëist van mensen. Ze zorgden ook voor een enorme ondernemingsinspanning, waarbij tienduizenden gewone burgers hun handen uitstaken om de kritieke medische benodigdheden en persoonlijke beschermingsmiddelen te ontwerpen en te produceren die plotseling nodig waren.

Mijn onderzoeksteam heeft deze inspanningen gevolgd. Door tientallen interviews en maandenlang archiefonderzoek hebben we een database opgebouwd van meer dan 200 start-ups - formeel en informeel, non-profit en met winstoogmerk - wiens activiteiten varieerden van het ontwerpen van zuurstofconcentrators tot het 3D-printen van gelaatsschermen tot het bouwen van UV-desinfectiekamers. Het beeld van innovatie dat naar voren komt, staat ver af van het traditionele imago van laboratoriumjassen en middenmanagers dat vaak wordt geassocieerd met nieuwe technologieën.

Ten eerste zijn enkele van de innovaties die we hebben gevolgd, eigenlijk uitgevonden door één persoon, of zelfs maar door één team. Ze waren eerder het gezamenlijke project van brede netwerken van individuele medewerkers met verschillende achtergronden en organisaties. Deze breedte is belangrijk omdat het meer kennis en meer diverse perspectieven oplevert. Het kan ook nuttig zijn om bestaande kennis aan te boren. Toen Corsi-Rosenthal-boxen bijvoorbeeld aan populariteit wonnen, kon de gemeenschap putten uit eerdere iteraties die waren ontwikkeld om te helpen bij de rook van natuurbranden.

Ten tweede miste het innovatieproces hiërarchische controle. Er was niet één persoon die aanstuurde waar of hoe de technologie werd gebruikt. Dit gebrek aan controle maakte het gemakkelijker om te experimenteren en aan te passen aan lokale omstandigheden. Een voorbeeld is de ontwikkeling van zuurstofconcentratoren voor gebruik in ziekenhuizen in India. In het besef dat bestaande westerse technologieën vaak faalden in de vochtigere werkomgeving die typisch is voor India, kwamen teams van innovators bijeen om verbeterde open-sourceontwerpen te ontwikkelen en te delen.

Ten derde deelden deze gemeenschappen online kennis. Hierdoor konden individuele bijdragers rechtstreeks communiceren en ideeën delen, waardoor de kennis zich snel via het netwerk verspreidde. Het betekende ook dat kennis beter toegankelijk was. De gedetailleerde ontwerpen en testresultaten van luchtkwaliteitsingenieurs die aan Corsi-Rosenthal-boxen werkten, waren direct beschikbaar voor iedereen in de gemeenschap.

Bovendien gebruikten de meeste organisaties die we volgden Facebook, Twitter en Slack als tools om de samenwerking binnen en tussen organisaties te beheren. Zoals ik en anderen hebben betoogd, geeft dit innovatie aan de basis een enorme belofte, vooral in een wereld waar grootschalige verstoringen zoals een pandemie steeds vaker voorkomen.

Valkuilen van basisinnovatie

Ondanks deze belofte zijn er gebieden waarop de basisinnovatiegemeenschappen haperen. Een uitdaging is een gebrek aan technologische verfijning en middelen. Hoewel sommige van de gemeenschappen in ons onderzoek opmerkelijk complexe apparaten produceerden, was de grootste bijdrage in veel eenvoudigere producten zoals gelaatsschermen en operatiejassen.

Dan zijn er regels en voorschriften. Zelfs als basisgemeenschappen veilige en effectieve innovaties kunnen produceren, zijn bestaande regels misschien niet klaar om ze te ontvangen. Sommige ziekenhuizen konden tijdens de pandemie geen persoonlijke beschermingsmiddelen accepteren die door de gemeenschap werden verstrekt vanwege een onbuigzaam inkoopbeleid, en vandaag blijven sommige scholen Corsi-Rosenthal-boxen verbieden.

Een laatste punt is het volhouden van de inspanning. Hoewel de basisgemeenschappen van vitaal belang waren om ziekenhuizen en medische voorzieningen te laten functioneren tijdens de eerste dagen van de pandemie, raakten veel van de inspanningen die afhankelijk waren van vrijwilligerswerk uiteindelijk uitgeput.

Wat dit betekent voor de toekomst

Naarmate de tweede verjaardag van de Amerikaanse noodverklaring nadert, is een belangrijke les die de wereld heeft geleerd het belang van investeren in de luchtkwaliteit binnenshuis, bijvoorbeeld door middel van monitoring en verbeterde ventilatie en filtratie. En de waarde van beademing als niet-invasief hulpmiddel voor de volksgezondheid is zelfs nog groter naarmate het mandaat van maskers afneemt.

Een andere, bredere les is de kracht van basisinnovatie en burgertechnologie om deze technologieën te ontwikkelen. Het verhaal van de Corsi-Rosenthal-box, net als de duizenden andere basisinnovaties die tijdens de pandemie zijn ontwikkeld, gaat in wezen over mensen die het welzijn van hun gemeenschappen in eigen handen nemen. De meest populaire tweet die over Corsi-Rosenthal-dozen werd gedeeld, was van een 14-jarige aspirant-ingenieur in Ontario die aanbood om dozen te bouwen en te schenken aan iedereen in nood.