De Corona-tracer gebruikt Bluetooth om de afstand te meten tussen de personen die de Corona-tracers dragen. Maar hoe werkt dat eigenlijk? We gaan uitleggen dat het Bluetooth-signaal aan de voorkant van het lichaam waar de tracer wordt gedragen sterker en dus gevoeliger is, dan aan de achterkant. En dat dit eigenlijk ook het patroon is wat het virus volgt, want we besmetten elkaar via de adem of hoest aan de voorkant van ons lichaam. Bluetooth is misschien niet de beste technologie om afstand te meten, maar heeft vergeleken met andere technologieën de meeste voordelen en is daarmee de beste oplossing om in de gaten te houden wie er bij je in de buurt is geweest.

Signaalsterkte

Als een auto in de nacht vanuit de verte steeds dichterbij komt, dan worden de koplampen steeds feller. Wat geldt voor licht, geldt ook voor radiogolven, want dat zijn eigenlijk dezelfde soort (elektromagnetische) golven maar met een andere golflengte. De ‘felheid’ (of zoals we het hieronder steeds noemen: ‘signaalsterkte’) is omgekeerd kwadratisch afhankelijk van de afstand: als de auto twee keer zo dichtbij is, zijn de koplampen vier keer zo fel.

Als de ene telefoon een Bluetooth radiosignaal uitzendt, en de andere telefoon meet de signaalsterkte, dan wordt die signaalsterkte dus steeds sterker naarmate de twee telefoons dichter bij elkaar zijn. Dus op die manier zou je heel gemakkelijk de afstand kunnen meten.

Water

Helaas is het niet zo simpel. De frequentie die gebruikt wordt over de hele wereld voor Bluetooth (en ook voor wifi), 2.4 GHz, is eigenlijk niet zo handig voor radioverkeer. Bijna dezelfde frequentie (2.45 GHz) wordt bijvoorbeeld ook gebruikt in magnetrons om ons eten op te warmen. Het blijkt dat water deze radiofrequentie heel goed absorbeert. Water is een dipool, wat betekent dat één kant van het watermolecuul negatief geladen is en de andere kant positief. In een elektromagnetisch veld – het radiosignaal – verandert de richting van het elektrisch veld 2.45 miljard keer per seconde van richting. Het watermolecuul probeert die richting steeds te volgen en draait dus even vaak per seconde om. Al die snel bewegende watermoleculen bij elkaar veroorzaken heel veel warmte in een magnetron en dat is precies wat we willen.

Het Bluetooth signaal is duizenden miljarden keer zwakker, dus we kunnen er niks mee verwarmen. Maar helaas wordt het radiosignaal wel geabsorbeerd door water. En het lastige is dat ons lichaam voor zo’n 60% uit water bestaat.

Ons lichaam

Laten we een proefje doen. Een proefpersoon gaat in het midden van een kamer staan en doet onze Corona-tracer aan een keycord om zijn nek. We kunnen een smartphone gebruiken als signaalsterktemeter. We gaan eerst tegenover de proefpersoon staan en meten op 3.2 meter een signaalsterkte van -80dBm, wat overeenkomt met 0.01 nW (nanowatt) (dus het signaal is 80000 miljard keer zo zwak als een magnetron van 800 W). Vervolgens lopen we om de proefpersoon heen en meten steeds op welke afstand we een signaalsterkte zien van -80dBm.

Als we een lijn op de grond zouden tekenen om deze persoon heen, waarbij die lijn de afstand aangeeft bij één bepaalde waarde van de signaalsterkte, dan zou je een cirkel op de grond verwachten. Maar door het absorptie-effect van water, ziet de vorm op de grond er heel anders uit.

De rode lijn geeft de afstand aan met dezelfde signaalsterkte (-80dBm). Achter de persoon is de sterkte van het signaal veel lager dan aan de voorkant. De afstand tussen de cirkels in het plaatje is steeds 1 meter. Aan de voorkant reikt het signaal tot meer dan 3 meter, terwijl aan de achterkant het niet verder komt dan 35 cm. Het lichaam heeft dus een groot effect op de vorm van het uitgestraalde radiosignaal.

Als dezelfde persoon de Corona-tracer in zijn broekzak stopt, wordt de vorm weer anders, zoals hier is te zien.

Om de Corona-tracer toch goed te laten werken, is het dus van belang dat alle gebruikers de Coronatracer op dezelfde plek op het lichaam gebruiken, zodat we de meting van de signaalsterkte in de Corona-tracer zo kunnen aanpassen dat de afstand aan de voorkant de gewenste waarde heeft. Daarom adviseren wij de Corona-tracer aan een keycord om de nek te hangen.

We kunnen dus niet een cirkel van precies 1.5 meter om de Corona-tracer definiëren waarbinnen andere Corona-tracers worden gedetecteerd en erbuiten niet. Als iedereen de Corona-tracer aan een keycord om de nek draagt, duidelijk zichtbaar voor anderen, dan is de vorm dus zoals de rode lijn in het eerste plaatje. Omdat de afstand aan de zijkant en achterkant van het lichaam kleiner is dan die aan de voorkant, hebben we de afstand aan de voorkant op 2.5 meter ingesteld, zodat de afstand aan de zijkant niet te klein wordt.