‘Vuurdrones’ en andere technologie ingezet bij grote bosbranden

Bij de bestrijding van de verwoestende natuurbranden in Californië worden beproefde en geheel nieuwe technieken in de strijd geworpen.

Door David Helvarg
Foto's Van Stuart Palley
Gepubliceerd 26 okt. 2020 16:46 CET, Geüpdatet 5 nov. 2020 06:20 CET
Op 23 september 2020 woedt de Slater-brand in het River-Siskiyou National Forest in Oregon, niet ver ...

Op 23 september 2020 woedt de Slater-brand in het River-Siskiyou National Forest in Oregon, niet ver van de grens met Californië. Drones als deze kunnen in dichte rook vliegen en observeren, zodat ze brandweerlieden op de grond een goed beeld kunnen geven van zones waar een bosbrand zich uitbreidt.

Foto van STUART PALLEY

Terwijl ongekende bosbranden in Californië en andere delen van het Amerikaanse Westen huishouden, hebben brandbestrijders hun toevlucht genomen tot innovatieve methoden om de vlammen de baas te blijven. Een hele reeks nieuwe en bestaande technologieën wordt in de strijd geworpen – van ‘vuurdrones’ die brandballetjes afwerpen tot omgebouwde passagiersvliegtuigen – als aanvulling op meer beproefde technieken op de grond.

De bestrijding van natuurbranden berust nog altijd op het hakken van brandgangen, het leggen van tegenbranden en het sproeien met water. Daarbij zijn de beste gereedschappen vaak de eenvoudigste: brandslangen, bulldozers en bijlen voor het weghakken van onderhout.

Maar in een tijd waarin de klimaatverandering steeds vaker leidt tot steeds grotere natuurbranden en waarin gedurende één seizoen duizenden vierkante kilometers natuur in vlammen opgaan, moet de bestrijding van natuurbranden sneller en veiliger worden en steeds grotere gebieden bestrijken – en dat alles terwijl dat werk heel wat lastiger is geworden door de coronavirus-pandemie.

Opkomst van de drones

Drones kunnen dankzij hun geringe grootte en grote inzetbaarheid op plekken komen die met gewone vliegtuigen en zelfs helikopters onbereikbaar zijn. Dat maakt ze dit jaar waarschijnlijk tot de belangrijkste innovatie in de brandbestrijding.

Tenminste dertig dronepiloten die zo’n 25 drones besturen, worden momenteel ingezet bij het bestrijden van branden in Oregon, Californië, Colorado en elders. Dat is tweemaal zoveel als vorig jaar, toen de federale ‘Wildfire Management Technology Act’ van kracht werd om brandbestrijders de mogelijkheid te geven om meer drones in de strijd tegen natuurbranden in te zetten.

“We zien dit jaar een aanzienlijke toename van het aantal verzoeken dat we binnenkrijgen. We hebben momenteel niet voldoende piloten en vliegtuigen om aan de vraag te voldoen,” zegt Joe Suarez, drone-specialist van de National Park Service en commissaris van het natuurbrandweerkorps Arrowhead Hot Shot in de Californische Sierra Nevada-bergketen.

In augustus vloog Suarez met een M-600-drone over de Woodward-brand, in het natuurgebied Point Reyes National Seashore. Hij gebruikte deze drone met zes rotors om de brand, die destijds twintig vierkante kilometer besloeg, met behulp van hittesensoren in kaart te brengen. Gewone, bemande vliegtuigen konden niet het risico lopen om in de mist en de rookontwikkeling in het kustgebied te vliegen.

Suarez werd die dag bijgestaan door Simon Weibel, een andere ervaren brandweerman, die nu voor het bedrijf Drone Amplified werkt. Weibel had een kokervormig aanhangsel meegenomen dat op de onderkant van de drone paste. Met het apparaat konden in minder dan vier minuten tijd 450 bolletjes ter grootte van een pingpongbal worden afgeworpen.

Brandweerlieden maken steeds vaker gebruik van drones om plekken te bereiken die voor gewone vliegtuigen te gevaarlijk zijn.

Foto van Stuart Palley

Een drone wordt gereedgemaakt voor het afwerpen van ‘drakeneieren’: bolletjes ter grootte van een pingpongbal die ontbranden als ze de grond raken. De balletjes kunnen in de baan van een oprukkende natuurbrand kleine brandjes veroorzaken, zodat de bosbrand te weinig brandstof op zijn pad vindt om zich verder uit te breiden.

Foto van Stuart Palley

Als een drone eenmaal is uitgerust met een afwerpmechanisme, kan hij in minder dan vier minuten tijd 450 brandballetjes afwerpen. De bolletjes worden met behulp van een pennetje ingespoten met wat antivries (ethyleenglycol), dat reageert met het natriumpermanganaat in het bolletje. Als ze de grond raken, ontbranden ze en veroorzaken kleine tegenvuren.

Foto van Stuart Palley

De bolletjes – met de bijnaam ‘dragon eggs’ of ‘drakeneieren’ – bevatten natriumpermanganaat en worden kort voordat ze worden afgeworpen, met behulp van een pennetje ingespoten met een beetje antivries. De reactie tussen de beide chemicaliën doet de bolletjes ontbranden als ze de grond raken. De brandballetjes kunnen in de baan van een oprukkende natuurbrand op moeilijk bereikbare plekken kleine brandjes veroorzaken, waardoor de grote bosbrand minder brandstof op zijn pad vindt.

“Het handige is dat je dit ook ’s nachts kunt doen en je in dichte rook kunt werken, want zelfs als een drone neerstort, is er geen man overboord,” zegt Weibel.

Bij de bestrijding van de Point Reyes-brand bleken drones “een goed en veilig gereedschap te zijn om in te zetten op plekken waar brandweerlui vanwege de dichte rook of het steile terrein niet kunnen komen,” zegt Suarez. Met behulp van de afgeworpen ‘drakeneieren’ konden ze een strook tegenvuur leggen die zo’n honderd meter breder was dan normaal, waardoor er een veel efficiëntere barrière tegen de oprukkende bosbrand werd gecreëerd.

Hulp van boven

Boven de verwoestende El Dorado-brand, die in september ten oosten van Los Angeles woedde, vloog een omgebouwde jumbojet laag over de boomtoppen en wierp zo’n 70.000 liter feloranje brandvertrager af om de opmars van de zich snel uitbreidende bosbrand tot staan te brengen. De jumbo werd aangestuurd door een wendbaar verkenningsvliegtuig uit de tijd van de Vietnamoorlog, een OV-10 Bronco. Voordat zware blusvliegtuigen met enorme ladingen aan brandvertrager aan boord in een gebied worden ingezet, checken deze vliegtuigen of de aanvliegroute veilig is en zorgen ze ervoor dat het blusvliegtuig met zijn driekoppige bemanning niet wordt bedreigd door opstijgende luchtzakken, van richting veranderende rookpluimen, verborgen obstakels in het landschap of andere onaangename verassingen.

Een brandweerman staat in september 2020 naast de Californische Highway 190, in het Sequoia National Forest. De snelweg is besmeurd met Phos-Chek, een feloranje smurrie die door een blusvliegtuig is afgeworpen om de opmars van een bosbrand tot staan te brengen. Op de achtergrond zijn bomen te zien die door toedoen van schorskevers en de droogte zijn afgestorven.

Foto van Stuart Palley

Volgens experts zijn niet-toegestane drones van burgers een ander potentieel gevaar voor laagvliegende blusvliegtuigen, die automatisch aan de grond worden gehouden als zulke drones worden waargenomen. “Onze vliegtuigen en helikopters vliegen maar op zo’n honderd meter boven de grond, waardoor er geen ruimte is om te manoeuvreren als er een illegale drone opduikt,” zegt voorlichter Scott McLean van de Californische natuurbrandbestrijdingsdienst Cal Fire.

In de dubbele cockpit van de Bronco zit achter de piloot een expert van Cal Fire, die met zes radio’s contact houdt met andere brandweerteams, overheidsdiensten, de media en de luchtverkeersleiding. Boven het verkenningsvliegtuig, dat tot wel drie uur achtereen rond de rookpluimen en het vuur van een bosbrand kan blijven rondcirkelen, worden ook andere technologieën op strategisch niveau ingezet.

Met camera’s en sensoren aan boord van satellieten van de NASA, de Europese Unie, het Amerikaanse leger en andere overheidsdiensten kunnen nieuwe brandhaarden in verschillende golflengten worden gespot en gevolgd. De US Forest Service en de US Geological Survey maken al sinds lange tijd gebruik van gegevens van observatiesatellieten om te voorspellen waar toekomstige bosbranden kunnen uitbreken. Maar ‘vuurgedragsanalisten’ wijzen erop dat de oude modellen mogelijk niet meer van toepassing zijn op de hetere, snellere en uitgestrekter bosbranden van tegenwoordig.

“Als er in twee weken tijd zesduizend vierkante kilometer afbrandt, is dat een ongekende brandepisode,” zegt Cal Fire-wetenschapper David Sapsis.

Begin september vloog een Gulfstream van de NASA met radarapparatuur in een uitstulpsel onder zijn buik over de zogenaamde ‘LNU Lightning Complex’-brand in het noorden van Californië, die delen van de beroemde wijnstreek van de county’s Napa en Lake in de as legde. Dwars door de rook heen kijkend, leverde de radar een zeer gedetailleerd beeld op van de manier waarop de brand zich door het landschap verplaatste.

“Dit instrument is zeer veelzijdig en stelt ons in staat om de bodemvochtigheid, de opbouw van de vegetatie en de biomassa in kaart te brengen,” zegt Yunling Lou, die het radarprogramma aanstuurt vanuit het Jet Propulsion Laboratory (JPL) van de NASA in Pasadena.

De JPL-radar kan door rook en wolken heen kijken en het reliëf van het terrein tot een halve centimeter nauwkeurig bepalen. Daarmee kan een brandhaard in realtime in kaart worden gebracht ten behoeve van brandbestrijders en de brandschade nauwkeurig worden vastgesteld. Ook kan de radar in de gaten houden welke afgebrande gebieden in het regenseizoen gevoelig zijn voor aardverschuivingen zoals die in 2018, toen het stadje Montecito werd getroffen door een modderstroom waarbij 23 doden en 163 gewonden vielen.

Californië’s ‘luchtmacht’

Cal Fire heeft de beschikking over de grootste luchtvloot van blus- en verkenningsvliegtuigen ter wereld, die op dit moment bestaat uit 56 eigen en 11 geleasede vliegtuigen.

De dienst opereert vanaf de voormalige luchtmachtbasis McClellan bij Sacramento en beschikt over nog eens 22 vliegveldjes in de hele staat Californië, waardoor Cal Fire binnen twintig minuten boven een pas ontdekte brandhaard kan vliegen. Verkenningsvliegtuigen kunnen branden observeren, helikopters zetten ‘Helitack’-brandweerteams af op de grond en blusvliegtuigen bestrijden het vuur met water en vlamvertragers.

Een Firehawk-helikopter van Los Angeles County werpt in september water af aan het noordfront van de Bobcat-brand. De Firehawk, een nieuwe aanvulling van de luchtvloot voor de brandbestrijding in Californië, haalt hoge snelheden, zodat hij brandweerteams in ijltempo bij een brandhaard kan afzetten.

Foto van Stuart Palley

De Cal Fire Firehawk, een nieuw model helikopter, is sneller dan vergelijkbare modellen, waardoor brandweerteams veel sneller naar een nieuwe brand gebracht kunnen worden. De Firehawk kan bovendien bijna vierduizend liter water (driemaal zoveel als oudere helikopters) afwerpen en een uitschuifbare waterzuiger gebruiken om zijn tanks boven het dichtstbijzijnde stuk water bij te vullen.

Een andere belangrijke technologische vernieuwing voor de helikoptervloot zijn nachtkijkers voor de piloten. De kijkers, die al geruime tijd in gebruik zijn bij het leger, stelt Firehawk-piloten in staat om ook in het donker verkenningsvluchten uit te voeren, branden te bestrijden en mensen te evacueren. Begin september slaagde de California Air National Guard er dankzij zulke nachtkijkers in om ruim tweehonderd kampeerders te redden die door de Creek-brand in de val zaten.

De volgende innovatie?

Gezien de snelheid waarmee drones zijn aangepast voor de brandbestrijding, zullen we de komende jaren ongetwijfeld zwermen van deze apparaten boven natuurbranden zien zweven. Maar Dennis Brown, hoofd luchtvaart van Cal Fire, zegt er meteen bij dat de luchtvloot weliswaar heel belangrijk is maar dat het “nog altijd het harde werk op de grond is waarmee branden worden geblust.”

Het zijn volgens hem brandweerlieden in de frontlinie, bestuurders van zware apparatuur en brandweerleiders die bepalen welke uitrusting en methoden worden ingezet bij de brandbestrijding van de toekomst.

Tijdens de Bobcat-brand in september herlaadt een brandweerman zijn brandpistool. Brandweerlui schieten vuurpijlen die ze ‘stubbies’ (‘stompjes’) of ‘sausages’ (‘worstjes’) noemen, in het struikgewas nabij een snelweg. Zo ontstaan er snelweg tientallen kleine tegenbrandjes, die het oprukkende vuur van brandstof beroven.

Foto van Stuart Palley

In de afgelopen vijf à tien jaar zijn veel brandweerteams begonnen met het gebruik van infraroodcamera’s, waarmee ze door dichte rook heen kunnen kijken. Zo kunnen ze hete brandhaarden spotten die ze anders niet zouden herkennen en de bewegingsrichting van een brand volgen. Het gebruik van de camera’s maakt hun werk ook veiliger, evenals de inzet van lichtere materialen die langer bestand zijn tegen vuur en kleding waarin ze beter kunnen ademen. Dat heeft tot een opmerkelijke afname van het aantal gevallen van hittesteek geleid, in een gebied waar het ’s zomers ook zonder bosbranden 38 graden kan worden.

Op de vraag welke technologie hij in de toekomst graag zou inzetten, noemt Suarez betere communicatiemiddelen om in de dichte rook veilig te opereren.

“Toen ik bij de marine zat, hadden we een systeem waarmee de hele vloot kon zien waar iedereen zich bevond en wat ze aan het doen waren. Het zou fijn zijn als we een grondsysteem zouden hebben dat ons vertelt waar iedereen zich bevindt. Dan zouden we met behulp van live-video beter kunnen communiceren, de besluitvorming kunnen verbeteren en een goed besef hebben van waar we ons bevinden,” zegt hij.

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

Lees meer