En förebyggande behandling utvecklad av Stanford-forskare kan avsevärt minska förekomsten och svårighetsgraden av skogsbränder. Tillvägagångssättet, skisserad 30 september in Proceedings of the National Academy of Sciences , involverar en miljövänlig gelliknande vätska som hjälper vanliga brandskyddsmedel i vildmark att hålla längre på vegetationen.

Appliceras på antändningskänsliga områden, dessa material behåller sin förmåga att förhindra bränder under hela brandsäsongen, även efter vittring som skulle sopa bort konventionella brandskyddsmedel. Genom att stoppa bränder från att starta, sådana behandlingar kan vara effektivare och billigare än nuvarande brandbekämpningsmetoder.

"Detta har potential att göra brandbekämpning på vilda mark mycket mer proaktiv, snarare än reaktiv, sa Eric Appel, studiens seniorförfattare och en biträdande professor i materialvetenskap och teknik. "Vad vi gör nu är att övervaka områden som är utsatta för skogsbränder och vänta med häpen andetag på att bränder ska starta, skynda dig sedan att släcka dem."

Ett sekel av brandbekämpning plus varmare, torrare väder har intensifierat den destruktiva kraften hos skogsbränder och förlängt hotsäsongen. Även om säsongen 2019 har varit relativt lugn i väst så långt, de senaste två åren har medfört fyra av de 20 största och åtta av de 20 mest destruktiva skogsbränderna i Kaliforniens historia. Över landet, federala brandbekämpningskostnader 2018 uppgick till mer än 3 miljarder dollar – den högsta summan någonsin.

Långvarig, miljövänligt

Skogsbränder är en kritisk del av vissa ekosystem, men de allra flesta i USA är orsakade av människor. Många av dem har sitt ursprung i samma hotspots, som vägkanter, campingplatser och fjärranslutna elledningar, gång på gång. Att behandla dessa områden profylaktiskt skulle kunna ge ett mycket riktat tillvägagångssätt för att förebygga skogsbränder, men, tills nu, långvariga och miljövänliga material har inte funnits tillgängliga.

Förutom att rensa och bränna potentiella bränslen, hantering av skogsbränder kretsar vanligtvis kring branddämpande och retarderande medel, med många dämpande medel som används som korttidsfördröjande medel. För att bekämpa aktiva bränder, besättningar använder dämpande medel, såsom geler som bär vatten och superabsorberande polymerer som finns i blöjor. Dessa geler används ofta som korttidsskyddsmedel på byggnader i vägen för inträngande bränder, men de förlorar effektivitet när vattnet som är instängt i dem avdunstar – något som ofta inträffar på mindre än en timme under normala vildmarksbrandförhållanden.

De mest utbredda kommersiella brandhämmande formuleringarna för vilda mark använder ammoniumfosfat eller dess derivat som den aktiva brandhämmande komponenten. Dock, dessa formuleringar håller endast retardanter på vegetationen under korta tidsperioder, så de kan inte användas förebyggande. Däremot den Stanford-utvecklade teknologin - en cellulosabaserad gelliknande vätska - stannar på målvegetationen genom vinden, regn och annan miljöexponering.

"Du kan lägga 20, 000 liter av detta på ett område för förebyggande, eller 1 miljon liter av den traditionella formuleringen efter att en brand har börjat, " sade studiens huvudförfattare Anthony Yu, en Ph.D. student i materialvetenskap och teknik vid Stanford.

Komplett brandskydd

Forskarna har arbetat med California Department of Forestry and Fire Protection (CalFire) för att testa de retarderande materialen på gräs och schem – två vegetationstyper där brand ofta börjar. De fann att behandlingen ger fullständigt brandskydd även efter en halv tums nederbörd. Under samma förutsättningar, en typisk kommersiell retardant formulering ger lite eller inget brandskydd. Forskarna arbetar nu med California Department of Transportation och CalFire för att testa materialet på högriskområden vid vägkanter som är upphovet till dussintals skogsbränder varje år.

"Vi har inget verktyg som är jämförbart med detta, sa Alan Peters, en divisionschef för CalFire i San Luis Obispo som övervakade några av testbrännskadorna. "Det har potential att definitivt minska antalet bränder."

Den Stanford-utvecklade behandlingen innehåller endast giftfria utgångsmaterial som ofta används i livsmedel, läkemedel, kosmetiska och jordbruksprodukter. De unika egenskaperna hos dessa gelliknande retarderande vätskor gör att de kan appliceras med hjälp av vanlig sprututrustning för jordbruket eller från flygplan. Medan det sköljs bort långsamt, ger möjlighet att skydda behandlade områden mot brand i månader, materialen försämras så småningom.

"Vi hoppas att dessa nya material kan öppna dörren för att identifiera och behandla högriskområden för att skydda människors liv och försörjning, sa Appel.