Durch dichten Rauch

Mikrowellensensor kann Brandherde auch bei schlechter Sicht aufspüren.

Waldbrände breiten sich meist rasend schnell und unkontrolliert aus. Feuer mit starker Rauchentwicklung fordern die Einsatzkräfte besonders heraus, denn die Brandherde lassen sich nur schwer ausfindig machen. Ein neuer radiometrischer Sensor lokalisiert die Ausbruchsstellen selbst bei eingeschränkter Sicht.

Oftmals lassen sich Waldbrände nur aus der Luft eindämmen. Um Brandherde gezielt bekämpfen zu können, müssen Löschflugzeuge präzise eingewiesen werden. Ein erprobtes Hilfsmittel zur Lokalisierung der Brandherde sind Infrarot-Kameras. Allerdings können IR-Kameras Brandherde nicht bei starker Rauchentwicklung finden, da Infrarotstrahlen durch Partikel von Staub und Rauch zu stark gestreut werden.

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR haben nun ein Radiometer entwickelt, das Brände auch bei eingeschränkter Sicht überwachen kann. Der radiometrische Sensor arbeitet im Mikrowellenbereich zwischen 8 und 40 GHz. Bei diesen niedrigen Frequenzen fällt die Streuung der Strahlen an Staubpartikeln deutlich geringer aus als bei den hohen IR-Frequenzen. Für die Testflüge montierten die Forscher den Mikrowellensensor an der Unterseite eines unbemannten Luftschiffs. „Bei unseren Testmessungen bei 22 GHz war die Dämpfung zu vernachlässigen. Partikel aus Staub und Rauch sind im Mikrowellenbereich quasi transparent“, sagt Nora von Wahl, Wissenschaftlerin am FHR. Die Strahlungsleistung in diesem Wellenlängenbereich ist noch ausreichend hoch, um Brandnester zu erkennen. Aus einer Höhe von 100 Metern konnten die Forscher bei eingeschränkten Sichtverhältnissen ein Feuer mit einer Fläche von fünf mal fünf Metern detektieren.

 Abb.: Der Mikrowellensensor, der auch bei schlechter Sicht Brandherde erkennen soll, wurde zu Testzwecken an der Unterseite eines Luftschiffs montiert. (Bild: Wolfgang Krüll)

Der Mikrowellensensor bietet noch einen weiteren Vorteil. „Nach einem Waldbrand entfachen sich oft neue Feuer unter der Erde. Um diese zu entdecken, haben Feuerwehrleute den Boden bisher mit Haken per Hand umgegraben. Unser Radiometer kann Ausbruchsstellen unter der obersten Erdschicht erkennen“, erklärt Nora von Wahl. Ziel der Wissenschaftler ist es nun, das Gerät noch kleiner zu konstruieren. Auch die Antenne soll noch optimiert werden, um dadurch die Auflösung zu verbessern, die noch hinter der von IR-Kameras liegt.

Fraunhofer FHR / MH