Dennoch könnte man eines Tages – sollte sich die Laborforschung von Maxime Parot in größerem Maßstab bestätigen – Wasserflugzeuge beobachten, die ein auf holzbasierten Molekülen beruhendes Gel am Rande von Waldbränden abwerfen, um deren Ausbreitung zu stoppen.
Damit ein Waldbrand entstehen und sich ausbreiten kann, braucht es einen Brennstoff, Sauerstoff, Hitze und eine Kettenreaktion. Das von den Forschern der Universität Laval entwickelte Gel wirkt auf alle diese vier Elemente.
Patrick Bourgeois
Dieser Postdoktorand, Mitglied des Teams von Professor Alexis Achim vom Fachbereich für Holz- und Forstwissenschaften, präsentierte die Ergebnisse seiner Forschung zur Bewertung der Wirksamkeit eines Gels auf der Basis von holzbasierten Molekülen zur Bekämpfung von Waldbränden während des Fakultätskolloquiums der Fakultät für Forstwirtschaft, Geographie und Geomatik, das am 21. und 22. November auf dem Campus stattfand.
Dieses Gel besteht hauptsächlich aus Wasser und Zellulose, einem Polymer, das etwa 50 % der Masse von Holz ausmacht und in seinem natürlichen Zustand ein Brennstoff ist, erklärt Maxime Parot. „Konkret verwenden wir Zellulosefilamente, die eine Länge von wenigen Millimetern erreichen können, aber einen Durchmesser von nur wenigen Nanometern haben. Das von diesen Filamenten gebildete dreidimensionale Netzwerk fängt Wassermoleküle ein, was die Verbrennung des Gels verzögert. Außerdem fügen wir ein landwirtschaftliches Düngemittel hinzu, Diammoniumphosphat, das die Kettenreaktion verlangsamt, die bei der Verbrennung eintritt.“
Um die Wirksamkeit dieses Gels zu bewerten, setzte der Postdoktorand kleine Proben (10 cm x 10 cm x 1 cm) von Schwarzfichte einer Wärmequelle von 35 kW/m2 aus. „Ohne Gel entzündet sich das Holz nach 40 Sekunden. Wenn das Gel auf das Holz aufgetragen wird, dauert es 6 Minuten länger, bis das Holz Feuer fängt. Außerdem ist die bei der Entzündung des Holzes freigesetzte Hitze um 44 % geringer als bei Tests ohne Gel. Durch die Zugabe von Lignin, einem weiteren im Holz enthaltenen Molekül, zu unserem Gel reduzieren wir die produzierte Wärme sogar um 75 %.“
Damit ein Waldbrand entstehen und sich ausbreiten kann, müssen vier Bedingungen erfüllt sein, führt Maxime Parot weiter aus. „Es braucht einen Brennstoff, Sauerstoff, Hitze und eine Kettenreaktion. Das von uns entwickelte Gel verhindert, dass das Feuer den Brennstoff (das Holz) erreicht, es blockiert den Sauerstoffzufluss, es reduziert die Wärmeproduktion und es verlangsamt die Kettenreaktion dank des Diammoniumphosphats. Es wirkt also auf die vier wesentlichen Elemente eines Waldbrandes.“
Es bleibt jedoch noch viel Arbeit, um diese Idee vom Labor in die Praxis umzusetzen, räumt der Postdoktorand ein. „Ich muss zunächst Versuche mit größeren Holzproben und bei höheren Temperaturen durchführen, um die Bedingungen im Freien bei einem Waldbrand besser nachzubilden.“
Auch eine wirtschaftliche Analyse steht noch aus. „Es ist natürlich teurer als Wasser“, gibt er zu, „aber man muss die Einsparungen berücksichtigen, die durch einen besseren Schutz der menschlichen Infrastruktur und der Wälder erzielt werden könnten.“ Diese Einsparungen könnten angesichts der aufgrund des Klimawandels erwarteten zunehmenden Häufigkeit und Intensität von Waldbränden schnell steigen.