Waldbrände werden weltweit zu einer wachsenden Bedrohung. Ob es sich um die kanadischen Wälder, die kalifornischen Wälder oder die Mittelmeergebiete handelt, Häufigkeit und Intensität dieser katastrophalen Ereignisse nehmen aufgrund des Klimawandels zu. In den Sommermonaten bilden extreme Hitze, Dürre und Wind einen Nährboden für Waldbrände, die schnell zu verheerenden Infernos werden können. Laut Forschern des Fraunhofer-Instituts für Kurzzeitdynamik, des Ernst-Mach-Instituts, des EMI und des Start-ups CAURUS Technologies GmbH erfordert diese Situation sofortiges und innovatives Handeln.
Die Auswirkungen des Klimawandels auf Waldbrände
Der Klimawandel verändert die Natur von Waldbränden. Diese Ereignisse treten nicht nur häufiger auf, sondern auch mit größerer Intensität und Ausbreitungsgeschwindigkeit. Im Jahr 2023 kam es in Kanada zu Bränden, die eine Fläche von etwa 185.000 km² verwüsteten, eine Fläche, die etwas größer ist als die Summe von Griechenland und der Schweiz. In Europa beginnt die Feuersaison in Deutschland zunehmend früher: Bereits am 1. März meldete Brandenburg die ersten Ausbrüche. Vor diesem Hintergrund begannen Forscher des Fraunhofer EMI und der CAURUS Technologies GmbH mit der Entwicklung einer innovativen Methode zur Bekämpfung von Waldbränden aus der Luft.
Innovation in der Brandbekämpfung: ein modulares System
Der neue Brandbekämpfungsansatz zeichnet sich durch ein modulares System aus, das Hardware und Software kombiniert, um die Effektivität von Brandbekämpfungseinsätzen zu verbessern. Dieses vom Fraunhofer AHEAD-Programm geförderte Projekt integriert digitale Technologien mit modernsten Löschmethoden und ermöglicht so die Überwindung der Einschränkungen traditioneller, oft veralteter Systeme.
Die aktuelle Technologie, die bis in die 1970er und 1980er Jahre zurückreicht, beinhaltet den Einsatz von Hubschraubern und Flugzeugen, die Eimer mit Wasser abwerfen. Diese Vorgehensweise hat sich jedoch als unwirksam erwiesen, da Wind und Thermik einen Großteil des Wassers vertreiben, bevor es das Feuer erreicht. Der Dr. Dirk SchaffnerForscher am Fraunhofer EMI in Freiburg, sagt: „Wir können den Feuerwehrleuten verbesserte und nachhaltigere Löschmethoden anbieten und durch digitale Steuerungsmöglichkeiten die Präzision des Löschwassereinsatzes verbessern.“
Erzeugung einer gezielten Wasser-Aerosol-Wolke
Eine der zentralen Innovationen des Projekts ist die Erzeugung einer Wasser-Aerosol-Wolke. Mit diesem Mechanismus können Sie extrem kleine Wassertröpfchen freisetzen, die gezielt auf den Brandherd treffen. „Der Mechanismus ermöglicht es uns, gezielt eine Wasser-Aerosol-Wolke zu erzeugen, die in einigen Metern Höhe über oder sogar in den Flammen aktiviert wird. Das Wasser wird vorher nicht verteilt, sondern in einem Beutel zusammengehalten, bis es knapp über dem Feuer steht. Fast 100 % des Wassers gelangen direkt in die Flammen“, erklärt Dr. Schaffner. Dieser Ansatz senkt nicht nur die Temperatur des Feuers schnell, sondern entzieht den Flammen auch den für die Verbrennung notwendigen Sauerstoff.
Die Wirksamkeit dieser Methode basiert auf einem grundlegenden physikalischen Prinzip: „Die Wärmeübertragungsrate, mit der einem System Energie entzogen werden kann, hängt von der Oberfläche ab. Je größer die Oberfläche des Absorptionsmediums ist, desto schneller wird die Wärmeenergie vom Verbrennungsmedium auf das Absorptionsmedium übertragen“, sagt der Forscher. Mit einer Aerosolwolke wird eine deutlich höhere Wärmeübertragungsrate erreicht als mit einem einfachen Wasserstrahl.
Ein umweltfreundlicher und sicherer Ansatz
Die neue Wasseraerosolisierungstechnologie, die bereits von Feuerwehrleuten am Boden eingesetzt wird, wird erstmals im Luftbereich eingesetzt und erweitert so ihr Potenzial. Die Projektpartner gehen davon aus, dass die Löschwirkung fünf- bis zehnmal größer ist als bei aktuellen Systemen. „Mit jedem Liter Wasser kann mit der neuen Methode ein fünf- bis zehnmal größerer Brand gelöscht werden“, betont Dr. SchaffnerDies unterstreicht die Bedeutung dieser Entwicklung in einer Zeit, in der die Wasserressourcen immer knapper werden.
Außerdem, Das neue Löschverfahren trägt zur Reduzierung des CO₂-Ausstoßes bei. Tatsächlich stellen Waldbrände eine der Hauptquellen für Treibhausgasemissionen dar und setzen durchschnittlich 6,9 Gigatonnen CO₂ pro Jahr frei, ein Wert, der mehr als das Doppelte der Gesamtemissionen der 27 Mitglieder der Europäischen Union im gleichen Zeitraum beträgt.
Zukunftsaussichten
Die Projektpartner haben die ersten Prototypen ihrer innovativen Abschreckmethode bereits erfolgreich getestet und arbeiten derzeit an einem Demonstrator. Mit fortschreitender Forschung besteht die Hoffnung, dass diese neue Technologie in größerem Umfang eingesetzt werden kann, um Feuerwehrleuten bessere Werkzeuge für den Umgang mit der wachsenden Bedrohung durch Waldbrände an die Hand zu geben. In einer Zeit, in der sich das Klima verändert und Umweltkatastrophen immer häufiger auftreten, waren Innovationen bei der Bekämpfung von Waldbränden noch nie so dringend.
Lesen Sie weiter auf MeteoWeb
