Waar rook is... - TNO

Snel detectiesysteem
helpt bosbranden
in de kiem te smoren
TNO komt met een nieuwe methode voor de snelle ontdekking
van bos- en natuurbranden. Het systeem werkt met
speciale, beweegbare camera’s op strategische punten in
het te bewaken gebied. Veel bosbranden kunnen hiermee
binnen enkele minuten ontdekt worden. Vijftien camera’s
volstaan om de hele Veluwe beter te bewaken dan nu met
vliegtuigen mogelijk is.
Links:
De opstelling zoals die op het Griekse
eiland Lesbos stond. De camera keek
daar vanaf een hoge berg een dal in en
scande daar vandaan naar rook.
Midden:
De gebruikte camera’s produceren dit
soort, zogeheten false color beelden,
waarin de vegetatie rood is gekleurd.
In het beeld is door het systeem de
rook gedetecteerd en met een rood
kader aangegeven.
Rechts:
De lokale brandweer in Griekenland
en in Madrid hielp de TNO-onderzoekers
door op een veilige manier rook te
genereren om het systeem te kunnen
testen.
In Europa breken per jaar gemiddeld
45.000 bosbranden uit. Vooral in lange,
hete zomers is het vaak raak. Tussen 1989
en 1993 werd alleen al in het Europese Middellandse-Zeegebied
2,6 miljoen hectare bos
door brand vernietigd. Naast economische
schade en milieuschade veroorzaken bosbranden
veel ander leed, zoals verwondingen
en verlies van levens.
Cruciaal bij bosbranden is snel ingrijpen. Een
half uur vertraging kan, zeker bij ongunstige
weersomstandigheden, het verschil maken
tussen een beginnende brand en een nauwelijks
te blussen vuurzee die niet alleen veel
schade veroorzaakt, maar ook een hoge inzet
vergt aan personeel en middelen. Hoe sneller
bosbranden ontdekt worden, des te groter
dus de kans dat de schade beperkt blijft.
Het beste middel tot nu toe was bewaking
vanuit vliegtuigen. Deze methode kent een
aantal nadelen, waarvan de belangrijkste is
dat een vliegtuig rond moet cirkelen en dus
het totale gebied niet permanent kan bewaken.
Nieuwe aanpak
TNO ontwikkelde een nieuwe methode die
een vroegtijdige opsporing van bos- en natuurbranden
mogelijk maakt. De organisatie
heeft een lange historie in de bestrijding van
natuurbranden, en doet al vijftien jaar onderzoek
op dit gebied.
Het systeem werkt met speciale, beweegbare
nabij-infrarood camera’s. De camera’s
hangen op strategische punten in het te
12 TNO magazine juni 2005 TNO Defensie en Veiligheid

ewaken gebied aan palen, boven de boomkruinen.
Een geavanceerd computersysteem
combineert de informatie van de camera’s
met allerlei andere gegevens, zoals de weersomstandigheden
en de situatie ter plaatse,
bijvoorbeeld de vegetatie en aanwezige
objecten. Vijftien van deze camera’s zijn
voldoende om de hele Veluwe te bewaken, en
zorgvuldiger dan met vliegtuigen mogelijk is.
Een volledig ronddraaiende camera bestrijkt
een cirkel met een straal van ongeveer tien
kilometer, niet alleen bij goed weer, maar ook
bij slecht zicht. Het door TNO ontwikkelde systeem
‘ziet’ een beginnende bosbrand zodra
de rook boven de bomen uitkomt, wat bij het
ontstaan van brand binnen enkele minuten
het geval kan zijn.
Het bosbranddetectiesysteem werd ontwikkeld
in het kader van het Europese Vijfde
Kaderprogramma. TNO werkte hierbij samen
met een aantal Griekse en Spaanse bedrijven
en universiteiten. TNO nam het detectiesysteem
voor haar rekening, de Grieken en
Spanjaarden ontwikkelden het computersysteem,
een decision support systeem (DSS).
Het DSS combineert alle binnenkomende
gegevens, waaronder ook gegevens over
windrichtingen, windsterktes, type vegetatie
en aanwezige objecten; dit leidt tot nieuwe
informatie, bijvoorbeeld over hoe snel en in
welke richtingen de brand zich zal verspreiden.
Deze informatie is van groot belang voor
de wijze waarop de brandweer moet reageren,
bijvoorbeeld bij de inzet van personeel
en middelen.
Het systeem is inmiddels getest op het
Griekse eiland Lesbos en in de buurt van
Madrid. De grote belangstelling vanuit deze
landen voor dit soort systemen is begrijpelijk:
de landen rond de Middellandse Zee worden
frequent geteisterd door natuurbranden, die
dagen- of zelfs wekenlang kunnen aanhouden
en veel schade veroorzaken. Voor de tests
werden kunstmatig brandjes gesticht. De
tests zijn in beide landen goed verlopen. De
camera ontdekte de brand vrij snel en het DSS
leverde op basis van de ontvangen informatie
een goed advies.
Het voordeel van het nieuwe systeem is niet
in de eerste plaats kostenbesparing; het
plaatsen en onderhouden van de speciale
camera’s is ook een vrij kostbare zaak, al zijn
de kosten van de benodigde nabij-infraroodcamera’s
aanmerkelijk lager dan die van thermische
infraroodcamera’s (10.000 euro versus
100.000 euro per stuk). Het grote voordeel
zit hem vooral in de mogelijkheid van een
permanente bewaking, die zorgt dat beginnende
branden sneller gedetecteerd worden.
Als dat tot snel ingrijpen leidt, beperkt dat de
uiteindelijke schade en de kosten van brandbestrijding
aanzienlijk.
Het DSS kent nog een andere nuttige toepassingsmogelijkheid.
Het kan ook de belangrijkste
risicogebieden voor natuurbranden
in kaart brengen. Dit maakt onder meer een
betere besluitvorming mogelijk over het preventief
plaatsen van brandweerpersoneel en
–materieel op plaatsen waar snel ingrijpen
cruciaal is.
Rook zien
Het systeem tijdens een demonstratie in Madrid. Het
is opgesteld op een driepoot op een hoog punt, waar
vandaan de omgeving in de gaten kon worden gehouden.
Links in de achtergrond naast de gsm-mast een
uitkijktoren van de brandweer waarin ’s zomers parttimers
de wacht houden.
De Nederlandse brandweer heeft veel interesse
voor het nieuwe systeem. De regio Gelderland-Midden
overweegt het uitvoeren van
een proef op de Veluwe, vergelijkbaar met de
tests in Spanje en Griekenland. De provincie
Gelderland zou hiervoor ook geld willen
reserveren. Ook de gemeente Woensdrecht
heeft belangstelling getoond.
Leo Kop
Het nieuwe branddetectiesysteem van TNO is gebaseerd op camera’s die werken met nabij-infraroodstraling,
niet te verwarren met infraroodstraling. Infraroodstraling (warmtestraling) ‘kijkt’ door
rook heen, en dat is bij branddetectie juist niet de bedoeling. Nabij-infraroodstraling ziet rook wél.
Maar dat is niet voldoende. Een auto laat ook rooksporen na, maar die wil je nu juist weer níet
zien. Dat moet dus weer uitgefilterd worden. Naast nabij-infrarood ‘ziet’ de camera ook de kleuren
rood en groen (blauw, de derde basiskleur, valt dus buiten het spectrum). Deze twee kleuren
geven samen met het nabij-infrarood geen natuurlijk beeld op de monitor, doordat de vegetatie
bijvoorbeeld rood wordt. Toch geeft de monitor heldere beelden, die een goede bewaking op rook
mogelijk maken.
Het DSS computerprogramma voert aan alle binnenkomende gegevens berekeningen uit, wat allerlei
nieuwe, relevante informatie oplevert, bijvoorbeeld over de droogte van de vegetatie. Door
het slim combineren van allerlei gegevens zorgt het computerprogramma behalve voor de visuele
informatie op de schermen voor allerlei extra informatie op basis waarvan het bewakingspersoneel
snel een adequate beslissing kan nemen.
TNO Defensie en Veiligheid TNO magazine juni 2005 13