Door NCSU ontworpen schuilplaatsen kunnen brandweerlieden helpen bij het bestrijden van bosbranden, zeggen onderzoekers
Datum gepubliceerd:RALEIGH – Onderzoekers van de North Carolina State University ontdekten dat vier nieuwe ontwerpen voor schuilplaatsen ter bescherming van brandweerlieden die vastzitten in bosbranden de overlevingstijd in de schuilplaats zouden kunnen vergroten vergeleken met de huidige industriestandaard. In laboratoriumsimulaties van bosbranden – waarbij een bosbrand een groep gevangen brandweerlieden of uitrusting overspoelt – bleven de temperaturen in de schuilplaatsen langer binnen de overlevingsgrenzen en duurde het langer voordat de schuilplaatsen openbraken.
Onderzoekers hopen hun bevindingen uit het laboratorium, maar ook uit veldtesten die in heel Noord-Amerika zijn uitgevoerd, zouden de ontwikkeling van nieuwe, betere schuilplaatsen kunnen stimuleren. Bovendien hopen ze dat de bevindingen zullen leiden tot nieuwe normen voor het ontwerpen en testen van schuilplaatsen.
“Voor de natuurbrandweerman is het inzetten van een schuilplaats het laatste wat ze willen doen – het is het laatste redmiddel, de laatste verdedigingslinie”, zegt co-auteur van het onderzoek. Roger Barker, de Burlington Distinguished Professor of Textile Technology bij NC State en de directeur van het Textile Protection and Comfort Center (TPACC). “Hoewel er niet zoiets bestaat als 'brandbestendig', proberen we meer tijd te winnen. We hebben kunnen aantonen dat onze schuilplaatsen de tijd tot falen kunnen verlengen – tijd die van cruciaal belang kan zijn om te overleven.”
Een probleem met de industriestandaard shelter is dat de aluminium buitenlaag zal smelten bij contact met directe vlammen.
"In het licht van de faalmechanismen van schuilplaatsen die we tijdens bosbranden hebben waargenomen, dachten we dat we betere schuilplaatsen konden ontwikkelen die betere bescherming bieden door een interne hitteblokkerende barrière en extra thermische isolatie in de constructie op te nemen", aldus de hoofdauteur van het onderzoek. Jozef Roïse, hoogleraar bosbouw en milieuhulpbronnen bij NC State. “We weten dat we een beter onderkomen kunnen maken.”
Met dat doel voor ogen ontwierpen de onderzoekers twee toonaangevende prototypes en twee lichtere versies die minder dan 2,5 kilo wogen. Ze voegden isolatiemateriaal toe en experimenteerden met verschillende naadontwerpen om te voorkomen dat ze uit elkaar vielen.
In het TPACC-lab testten onderzoekers de ontwerpen aan de hand van de industriestandaard in een testkamer genaamd het PyroDome Turbulent Flame Fire Shelter Test System. Ze beschoten de schuilplaatsen gedurende 60 seconden met directe vlammen van propaanbranders en maten hoe lang het duurde voordat de temperatuur op de vloer van de schuilplaatsen 302 graden Fahrenheit bereikte, de temperatuurdrempel om te overleven. Ze plaatsten ook camera's in PyroDome om te zien wanneer de binnenste laag van de schuilplaatsen openbrak.
Alle prototypes hadden verbeterde overlevingsstatistieken vergeleken met de standaard, die de overlevingslimiet in minder dan 40 seconden bereikte. Ondertussen lag de temperatuur in een van hun ontwerpen bij lange na niet in de buurt van de overlevingsgrenstemperatuur van 60 seconden.
De onderzoekers testten ook de prestaties van de schuilplaatsen onder verschillende omstandigheden bij gecontroleerde brandwonden in Canada, Californië, North Carolina en South Dakota. Ze ontdekten echter dat de veldtests niet betrouwbaar genoeg waren om statistisch significante conclusies te trekken vanwege wind-, brandstof- en brandomstandigheden.
"We zijn door heel Noord-Amerika gegaan om verschillende brandomstandigheden te vinden die verschillende soorten brandblootstelling zouden opleveren", zei Barker. “Wat we ontdekten is dat er zoveel variatie is in de veldtest, wat bevestigt hoe nuttig het voor ons was om PyroDome te hebben.”
De twee tests in Zuid-Californië hadden de beste brandomstandigheden en onderzoekers zagen een van hun prototypes goed gepresteerd bij een burn-over. In een test in Zuid-Dakotawaren onderzoekers getuige van het falen van schuilplaatsen toen de wortels in brand vlogen en zich onder de muren in de schuilplaats verspreidden. Dat onderstreepte het belang van het volledig ontruimen van het gebied rond de schuilplaats en het zelfs eronder schrapen om al het organische materiaal te verwijderen.
"Als je een steekproef van twee hebt, kun je geen statistische vergelijkingen maken", zei Roise. “Maar we zagen wel dat na de test in Californië een van onze best presterende prototypes de volle last van de brand kreeg. De buitenkant was volledig uitgebrand, maar de binnenkant was onbeschadigd.”
De nieuwe bevindingen kunnen fabrikanten en mensen die deze schuilplaatsen ontwikkelen een nieuw doelwit bieden om op te schieten, zowel wat betreft de manier waarop ze moeten worden getest als de minimale prestatie-eisen, aldus Barker.
De studie, “Veld- en volledige laboratoriumtests van prototypes van brandschuilkelders in het wildland”, werd online gepubliceerd in de Internationaal tijdschrift voor bosbranden. Naast Barker en Roise zijn onder meer John Williams, een voormalig onderzoeksassistent in bosbouw en milieubronnen bij NC State, en John Morton-Aslanis, een onderzoeksassistent bij TPACC. Het onderzoek werd gefinancierd door het DHS FEMA Assistance to Firefighters Grant Program.
(C) NCSU
Originele artikelbron: WRAL