Während in Kanada weiterhin Waldbrände wüten, berichtet April Reese über eine neue Drohne zur Brandbekämpfung in Portugal, die Brände mit Wasser löschen soll, bevor sie zu Megabränden werden.
An einem stillen, heißen Mai-Nachmittag in Zentralportugal entzündet sich ein haushoher Stapel von Gestrüpp. Als die Flammen höher schlagen, fällt plötzlich ein Wasserstrahl vom Himmel.
Es handelt sich jedoch nicht um Regen. Eine große Drohne schwebt etwa 15 m über dem Boden, eine feuerfeste Schlauchleitung hängt von ihrem Bauch herunter. Zwei Düsen an beiden Seiten des Schlauchs bombardieren die Flammen mit Wasser, während der Drohnenpilot das Gerät von einem Feuerwehrauto aus steuert, das als Wasserquelle dient. In etwa zweieinhalb Minuten ist das Feuer gelöscht.
Die 21 kg schwere Drohne namens Sap (für „ported nozzle system“ auf Portugiesisch) ist eines der neuesten Werkzeuge im Kampf gegen extreme Waldbrände. Die Drohne ist leicht, einfach zu bedienen und wendig in niedriger Höhe. Mit einer Spannweite von 2,14 m und hauptsächlich aus Kohlefaser gefertigt, kann sie an Orte gelangen, die für Feuerwehrleute zu gefährlich oder zu schwer zugänglich sind, sagt Carlos Viegas, ein Maschinenbauingenieur, der das Field Tech Lab der Universität Coimbra leitet und das Projekt mitbetreut.
„Es ist die Zukunft der Brandbekämpfung“, sagt er auf dem Weg von Coimbra zur Demonstrationsstätte in Lousâ und lenkt seinen schwarzen Elektrowagen an mit Eukalyptusbäumen übersäten Berghängen vorbei. „Wir versuchen, Robotertechnologie in das Waldbrandmanagement zu bringen. Denn immer wenn wir die Möglichkeit haben, Menschen während der Brandbekämpfung am Leben zu halten, sollten wir es versuchen.“
Der Test der Drohne zur Brandbekämpfung fand statt, während in ganz Ost- und Westkanada zahlreiche Waldbrände ausbrachen und tausende Menschen evakuiert werden mussten. In diesem Jahr wird erwartet, dass Kanada die größte Fläche in seiner Geschichte durch Waldbrände verbrannt sieht. Auch Chile wurde Anfang dieses Jahres von Hunderten gefährlicher Waldbrände im Rahmen einer Hitzewelle heimgesucht.
Die Drohne, die teilweise vom Flyboarding inspiriert wurde, ist Teil einer weltweiten Suche nach neuen Technologien, die dazu beitragen können, die Erkennung und Bekämpfung von Waldbränden zu verbessern. Wie viele andere Gemeinden weltweit lebt auch Lousā in Erwartung des nächsten Brandes. Etwa 70% der Gemeinde besteht aus Waldgebieten.
Auf der Demonstrationsfläche, neben dem Forschungslabor für Waldbrandforschung der Universität Coimbra, das als eines der wichtigsten Feuerforschungseinrichtungen Europas gilt, erheben sich smaragdgrüne Berge in der Ferne, dicht mit neuem Frühlingswachstum bewachsen. Eine Reihe von Windkraftanlagen erhebt sich über ihnen.
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Im Süden und Osten dieses Gebiets töteten 2017 zwei große Waldbrände 117 Menschen, darunter ein Feuerwehrmann. Das erste Feuer, das im Juni durch Pedrógão Grande fegte, tötete 66 Menschen, verletzte 253 weitere und verbrannte 53.000 Hektar. Laut einer Studie von 2019 hinterließ der Klimawandel seine Spuren auf den Bränden in Form einer abnormalen Dürre und Hitze in diesem Jahr. „Ich denke, 2017 war ein Weckruf für uns“, sagt Viegas.
Die Gemeinden sind in diesem Jahr erneut in Alarmbereitschaft, da eine anhaltende Dürre, rekordverdächtige Hitzewellen im April und ein aufkommendes El Niño die perfekten Bedingungen – trocken und heiß – für Brände schaffen, die sich während einer Waldbrandsaison, die jetzt von Frühling bis Herbst dauert, entzünden können. Nach Angaben des portugiesischen Instituts für Naturschutz und Forsten (ICNF) sind in diesem Jahr bereits mehr als 7.000 Hektar in Portugal verbrannt.
Obwohl es schwierig ist, die Schwere dieser Waldbrandsaison vorherzusagen, sollte man aufgrund der anhaltenden Dürre, die voraussichtlich von weiteren Hitzewellen im Sommer unterbrochen wird, auf mögliche Brände vorbereitet sein, sagt Isabel Trigo, eine leitende Forscherin für Fernerkundung am Portugiesischen Meeres- und Atmosphäreninstitut (IPMA). Sie weist darauf hin, dass Portugal jedes Jahr Rekordhitze erlebt. „Das Risiko für Entzündung und Ausbreitung besteht.“
Mit zunehmendem Klimawandel und der fortschreitenden Bebauung der Wälder wird das Waldbrandrisiko in Portugal – einem der am stärksten betroffenen Länder Europas – weiter steigen. Ein Bericht von 2018 stellte fest, dass die gesamte verbrannte Fläche im Land pro Jahrzehnt zwischen den 1980er und 2000er Jahren auf 150.000 Hektar verdoppelt hat und in den nächsten zehn Jahren auf 500.000 Hektar oder mehr steigen könnte.
Viele der einheimischen Wälder des Landes haben sich an Feuer angepasst und brauchen sie teilweise sogar, aber ein Großteil dieses Waldes wurde durch Eukalyptus ersetzt – einen australischen Baum, der in den 1830er Jahren erstmals in Portugal gepflanzt wurde – oder Kiefernplantagen. Der von Eukalyptus bedeckte Bereich in Zentralportugal hat sich zwischen 1995 und 2018 verdoppelt.
Maria Araújo, Ingenieurin bei Jacinto, einem portugiesischen Feuerwehrfahrzeughersteller, der mit zwei anderen Unternehmen und der Universität Coimbra an dem Projekt zusammenarbeitet, sagt, dass das Projekt für viele im Team eine persönliche Bedeutung hat. „Viele Feuerwehrleute arbeiten auch bei Jacinto… Wir wollen das Risiko für Feuerwehrleute wirklich eliminieren.“
Obwohl die Demonstration in Lousâ nur wenige Minuten dauerte, dauerte es fast vier Jahre, um den Prototyp zu entwickeln. Der erste Schlauch, den das Team ausprobierte, brannte durch. Die Düse musste angepasst werden, um einen ausreichend starken Druck zu erzeugen, um das Feuer effektiv zu löschen. Aber der starke Druck zerstörte die PVC-Düse, also entschied sich das Team stattdessen für schwereren, aber haltbareren Edelstahl. Und nach mehreren Tests fand das Team heraus, dass zwei symmetrische Wasserstrahlen, einer auf jeder Seite der Düse, erforderlich waren, um die Drohne stabil und ausgeglichen zu halten, während sie bis zu 50 m über den Flammen schwebte.
Das Team beantragt nun Zuschüsse und spricht mit potenziellen Kooperationspartnern, um den Prototyp in ein Produkt umzuwandeln, das von Rettungsdiensten zur Brandbekämpfung eingesetzt werden kann. Der aktuelle Prototyp kann nur 17 bis 24 Minuten in der Luft bleiben, und Viegas sagt, er benötige eine 50.000 Euro teure Überarbeitung, um für den weit verbreiteten Einsatz bereit zu sein.
„Wir möchten es benutzerfreundlicher machen“, sagt Rafael Batista, Maschinenbauingenieur bei Sleeklab, dem Entwicklungslabor, das die Drohne entworfen hat. „Sie ist so groß, dass sie sehr einfach zu manövrieren ist, aber sie erfordert jemanden, der sehr ruhig und spezialisiert ist.“
Auch mit einem größeren Motor und anderen Verbesserungen wird die Drohne wahrscheinlich am besten eingesetzt werden können, um frühzeitig oder in späten Phasen von Bränden einzugreifen, fügt er hinzu – sie wird konventionelle Luftfeuerbekämpfungsausrüstungen wie bemannte Hubschrauber und „Wasserbomber“ nicht ersetzen können. „Für diese Art von Bränden wird die Drohne nichts tun, da das Feuer bereits so außer Kontrolle geraten ist, dass sie nicht nützlich sein wird.“ Doch alle großen Brände beginnen als kleine, und Forscher haben herausgefunden, dass eine frühzeitige Bekämpfung, bei der diese Art von Drohne helfen könnte, entscheidend ist, wenn brennbare Bedingungen vorliegen.
Dennoch befindet sich die Drohne zur Brandbekämpfung noch in einem sehr frühen Stadium und wurde bisher nur bei einem Testfeuer und nicht in einer realen Situation eingesetzt.
Erik Litzenberg, leitender Berater für Waldbrandpolitik bei der International Association of Fire Chiefs mit Sitz in Virginia, USA, glaubt aus wildländischer Sicht, dass die Drohne nur begrenzte Anwendungsmöglichkeiten hat. „Feuerwehrschläuche und Wasser sind ziemlich schwer, daher glaube ich, dass die Menge an Wasser, die mit diesem Design geliefert werden könnte, begrenzt wäre“, sagt er. „Es braucht ziemlich viel Wasser, um einen Waldbrand zu löschen, außer in den ganz frühen Phasen.“
Er fügt hinzu, dass das Design anscheinend relativ nahe an einer Wasserquelle sein muss, was auch ihren Einsatz bei Waldbränden einschränken würde, die schwer zugänglich sind. „Vielleicht ist ihr Einsatz in Bränden, bei denen ‚eine Annäherung zu gefährlich‘ ist, nützlicher – wie Brände, die Chemikalien oder Sprengstoffe betreffen“, fügt er hinzu.
Die BBC hat auch mehrere andere Quellen um Kommentare zur Nützlichkeit der Technologie in der Praxis gebeten, und mehrere gaben an, sich nicht zu dem Projekt äußern zu können, da sie nicht daran beteiligt waren. Dadurch ist es schwer zu sagen, wie nützlich die Technologie tatsächlich wäre, oder sie haben Richtlinien, die besagen, dass sie keine Kommentare zu Produkten abgeben.
Portugal ist nicht das einzige Land, das mit einem zunehmenden Waldbrandrisiko konfrontiert ist. In diesem Monat hat der Rauch von kanadischen Waldbränden den Himmel über ganz Nordamerika verdunkelt. Der Bedarf an neuen Technologien zur Bewältigung von Waldbränden wird sich mit zunehmendem Klimawandel verschärfen, sagen Experten.
Intensivere und häufigere Dürreperioden und Hitzewellen machen Wälder in Portugal und auf der ganzen Welt immer anfälliger für große, intensive Waldbrände, sagt Trigo. „Wir haben alle Zutaten für Waldbrände, die außer Kontrolle geraten können.“
Es werden auch andere hochmoderne Werkzeuge entwickelt, um Feuerwehrleute und Gemeinden weltweit vor Waldbränden zu schützen. Eine andere Art von Drohne, die bereits in Oregon und mehreren anderen Bundesstaaten der USA im Einsatz ist, verwendet Sensoren und Kameras, die helfen können, Brände zu erkennen und zu verfolgen und den Feuerwehrleuten zu zeigen, wo sie ihre Ressourcen konzentrieren sollen. Ein von der US-Landwirtschaftsbehörde finanziertes und von Forschern der Georgia State University geleitetes Prototypprojekt verwendet Wärmebildkameras, die Windgeschwindigkeit und -richtung erfassen und Vorhersagen darüber treffen können, wo sich das Feuer ausbreiten wird. Ein anderes bereits kommerziell erhältliches Projekt verwendet Wärmebildkameras, die an Helmen befestigt werden können, um Feuerwehrleuten das Durchschauen von Rauch und Flammen zu ermöglichen.
Einige der wichtigsten Fortschritte liegen im Bereich der Satellitentechnologie. Satellitendaten wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Vegetation und Topographie fließen in digitale Karten ein, die es Feuerwehrleuten ermöglichen, einen Brand zu überwachen und zu bewerten, bevor sie eingreifen. „Mit Satellitendaten können wir Hotspots auf dem Boden identifizieren und ihre Intensität charakterisieren“, sagt Trigo. „So können wir sagen, wie wahrscheinlich es ist, dass diese Brände außer Kontrolle geraten.“
Die neueste Generation von Satelliten über Europa kann alle fünf Minuten ein Bild von derselben Stelle aus 36.000 km über der Erde aufnehmen. Die Wissenschaftler erwarten, dass sich dieser Zeitabstand in den kommenden Jahren auf 2,5 Minuten verkürzen wird, sagt Trigo. Satelliten, die in etwa 800 km Höhe umkreisen, können die Erdoberfläche bereits auf bis zu 10 m genau abbilden. Bessere Sensoren verbessern auch die Bildqualität, fügt Trigo hinzu. „Wir können die Oberfläche mit mehr Details sehen. Und das bedeutet, dass wir Brände in einem früheren Stadium identifizieren können.“
Dennoch kann die Technologie noch nicht genau vorhersagen, wie sich ein Waldbrand verhalten wird, sagt Trigo – eine besonders besorgniserregende Datenlücke, da Brände in einem sich ändernden Klima immer größer und unvorhersehbarer werden.
Feuerwehrleute vor Ort müssen wissen, ob sich der Wind ändert und dadurch die Ausbreitung des Feuers beschleunigt oder das Feuer in eine bestimmte Richtung treibt. Aber mithilfe von KI arbeiten Experten daran, Satellitendaten über Vegetationsbedingungen und andere Faktoren mit Beobachtungen von Drohnen und Wetterdaten zu kombinieren.
„Wir möchten das Fortschreiten und die Entwicklung des Feuers in Echtzeit modellieren“, sagt Trigo. „Das ist nicht einfach. Aber das ist das Nonplusultra.“ Auf dem Rückweg nach Coimbra, nach erfolgreichem Drohnentest, zeigt Viegas auf der linken Straßenseite eine Crew von Arbeitern. Sie entfernen Büsche, Bäume und hohes Gras und schaffen so einen Puffer zwischen der Straße und dem Wald als Teil der Strategie Portugals nach 2017 zur Verringerung des Waldbrandrisikos.
Trotz aller Fortschritte in der Brandbekämpfungstechnologie besteht die beste Verteidigung immer noch darin, Megabrände von vornherein zu verhindern.
Eine weggeworfene Zigarettenkippe aus dem Autofenster kann ausreichen, um eine Feuersbrunst auszulösen – und je mehr potenzielle Brennstoffe beseitigt werden, desto weniger werden die Feuerwehrleute eine Drohne benötigen, um sie vor kleinen, schwer erreichbaren Bränden zu schützen, die zu extremen werden.
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