06/10/2019
0Ежегодно стихийные пожары уничтожают миллионы гектаров лесов, а на их ликвидацию уходят миллиарды долларов. Исследователи из Стэнфордского университета разработали уникальный огнестойкий гель-антипирен на основе целлюлозы, который поможет не просто бороться с пожарами, но и предупреждать их распространение. Фото: Stanford Woods Institute for the Environment
Учёные факультета инженерии Стэнфордского университета тесно сотрудничали с представителями национальных и локальных пожарных организаций, чтобы создать долгосрочное, нетоксичное и относительно недорогое средство для защиты лесов от пожаров. Результатом их работы стал профилактический целлюлозный гель, который даст фору всем стандартным огнезащитным средствам. При нанесении на подверженные пожарам территории материал сохраняет антипиреновые свойства на протяжении всего сезона пожаров, даже когда все остальные средства приходят в негодность из-за выветривания или экстремальных погодных условий.
 |
 |
| Getty Images | Stuart Palley for the US Forest Service |
Старший научный сотрудник проекта Эрик Аппель уверен, что современные реактивные методы борьбы с пожарами невероятно устарели. На протяжении многих лет жители подверженных пожарам регионов с замиранием сердца ожидают начала очередного сезона, а затем поспешно пытаются потушить очаги. Из-за того, что климат становится всё более жарким и засушливым, разрушительная сила лесных пожаров стремительно растёт – как и продолжительность пожароопасных сезонов. Яркий и печальный пример этого явления – калифорнийские пожары. Хотя сезон 2019 года был относительно спокойным, в предыдущие два года случились одни из наиболее разрушительных пожаров в истории Калифорнии.
Лесные пожары – важный элемент обновления экосистемы, но причиной стремительного роста их количества и опасности является вмешательство человека. Большинство очагов находятся у дорог, кемпингов или удалённых линий электропередач. Более систематизированным и эффективным подходом к решению проблемы борьбы с пожарами была бы профилактическая обработка потенциально опасных территорий. До недавнего времени не существовало долгосрочных и нетоксичных материалов, необходимых для осуществления подобных мер.
Eric Appel
Противопожарное обустройство лесов, как правило, включает в себя использование краткосрочных огнетушащих агентов, которые представляют собой водосодержащие гели или впитывающие полимеры. Как только вода испаряется, эффективность таких средств сходит на нет – обычно в условиях лесного пожара их действия хватает менее чем на час. Большинство коммерческих антипиреновых материалов основываются на фосфате аммония или его производных. Изобретение стэнфордских учёных – гель на базе целлюлозы способен противостоять не только огню, но и всевозможным погодным условиям – ветру, дождю и т. д. Энтони Ю, один из создателей материала, рассказал, что благодаря этой характеристике основанное на целлюлозе средство не только более эффективное, но и экономичное. Взамен 3,8 миллиона литров традиционных средств, распыляемых на уже горящие леса, достаточно будет обработать растительность в потенциальных очагах 75,7 тысячами литров целлюлозного геля ещё до начала сезона.
Для тестирования своего чудо-средства исследовательская группа Стэнфордского университета работала с Cal Fire – Управлением лесного хозяйства и пожарной охраны Калифорнии. Материал испытали на различных травах и кустарниках, в которых чаще всего начинается возгорание. Учёные обнаружили, что гель на базе целлюлозы сохраняет свои огнеупорные свойства даже при количестве осадков более 13 мм. В таких же условиях стандартные коммерческие антипирены практически не способны обеспечивать огнезащиту.
 |
 |
 |
| Stanford Woods Institute for the Environment | ||
Стэнфордское противопожарное средство состоит исключительно из нетоксичных материалов, широко используемых в пищевой, косметической, сельскохозяйственной и фарм-индустриях. Благодаря уникальным характеристикам этого агента, гелеобразное вещество можно распылять над потенциальными очагами при помощи стандартных оросительных систем с/х авиации. При орошении лесов непосредственно перед началом сезона пожаров антипиреновые материалы сохраняются на растительности на протяжении всего сезона, после чего полностью разлагаются, не причиняя вреда растениям, животным или людям.
JESSE D.ACOSTA
Что за гель от лесных пожаров разработали в Стэнфордском университете
За последнюю неделю в отечественных СМИ появилось много сообщений о разработанном американскими учеными геле для защиты растительности от пожаров. Осовой для них стали, во-первых, опубликованная в журнале PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences – Труды национальной академии наук) статья об этой разработке, и во-вторых, заметка на сайте Экологического института Стэнфордского университета:
New Treatment Helps Prevent Wildfires
Речь идет о разработанном средстве на основе целлюлозы и коллоидного кремния, которое позволяет удерживать на поверхности разнообразных горючих материалов традиционные ретарданты (например, фосфат аммония и аналоги) – вещества, замедляющие и подавляющие процесс горения. В статье говорится, что полифосфатные ретарданты имеют ключевое значение для тушения пожаров на природных территориях и в окрестностях поселений, но применение их как средства профилактики в настоящее время невозможно из-за того, что они легко и быстро смываются осадками. Разработанный гель должен решить именно эту проблему – сохранения ретардантов на поверхности растительных горючих материалов, например – сухой травы, в течение долгого времени, даже после дождей. В приведенных примерах к статье (видеоматериалах) показано, как разрастаются травяные палы на необработанных контрольных участках, и на участках, обработанных ретардантом с этим гелем, высохших, затем равномерно политых водой для имитации дождя с интенсивностью в полюйма (около 13 мм) и опять высохших. Разница действительно очевидна: на необработанных участках пал быстро распространяется по сухой траве, как это обычно и бывает весной – а на обработанных быстро прекращается. Авторы полагают, что их средство может принципиально изменить систему борьбы с лесными пожарами – с его помощью можно предотвратить возникновение пожаров на самых опасных участках.
Насколько такие средства могут оказаться востребованными в нашей стране – во многом будет зависеть не от их способности долго сохраняться на растительности и подавлять огонь, а от стоимости. Расходы на тушение пожаров на природных территориях в США составили в 2018 году более трех миллиардов долларов (что соответствует более чем двумстам миллиардам рублей), а в России на тушение лесных пожаров в 2018 году, по данным ЕМИСС – чуть более семи миллиардов рублей. Принципиально разные уровни финансирования борьбы с лесными и вообще ландшафтными пожарами предопределяют возможность применения принципиально разных технических средств, оборудования и материалов.
Алексей Ярошенко
