Brandweerlieden weten maar al te goed dat branden zich snel verspreiden, het ontsteken van bosgebieden die kwetsbaar zijn geworden door droog weer, en door de wind aangedreven.

Door propagatiemodellen, wetenschappers leggen het potentiële gedrag van bosbranden vast terwijl ze zich verspreiden en groeien; dergelijke modellen worden routinematig gebruikt door noodbeheerders om zich voor te bereiden op het bosbrandseizoen. Echter, empirisch is er minder bekend over het gedrag van dergelijke branden bij het binnendringen van woningbouwprojecten en andere door mensen bevolkte gebieden.

Experts op het gebied van rampenbestrijding in Walter Scott van de Colorado State University, Jr. College of Engineering wilde aandacht vragen voor de complexiteit van de zogenaamde wildland-stedelijke interface van branden. Ze hebben een model ontwikkeld dat probeert de kwetsbaarheid van een gemeenschap van huizen voor de verspreiding van een brand te kwantificeren. Ze hopen dat hun model kan bijdragen aan de strategische gereedschapskist die levens en bestaansmiddelen beschermt tegen verwoestende branden.

Het model dat de onderzoekers AGNI-NAR noemen - Asynchronous Graph Nexus Infrastructure for Network Assessment of Wildland-Urban Interface Risk - is ontwikkeld door Hussam Mahmoud, universitair hoofddocent bij de afdeling Civiele Techniek en Milieutechniek, en Akshat Chulahwat, een afgestudeerde student civiele techniek. Hun werk is gepubliceerd in het open-access tijdschrift Wetenschappelijke rapporten .

"Onze ultieme motivatie is om nieuwe strategieën te benadrukken om het potentiële risico op bos-stedelijke interfacebranden te verminderen, die van oudsher een one-size-fits-all-benadering was, "Zei Mahmoud. "Ons model laat ons duidelijk zien dat dit absoluut niet voldoende is."

Om het model te ontwikkelen, ze vertrouwden op beproefde methoden gebaseerd op de grafentheorie, die is gebruikt om complexe netwerken zoals transportzones of ziekteoverdracht te modelleren. De onderzoekers redeneerden dat ze soortgelijke principes konden toepassen op de manier waarop een brand zich gedraagt; net als een ziekteverwekker die van gastheer naar gastheer springt en ziekte verspreidt, een brand springt ook van de ene structuur naar de andere, vermenigvuldigen terwijl het zich voortplant.

De onderzoekers gebruikten gegevens van de tunnelbrand in 1991 die delen van Oakland verwoestte, Californië, om hun model te testen en te valideren. Een van de vragen die ze zich afvroegen was of er een meetbare relatie was tussen de kans op ontbranding van een brand en het risico dat die brand overslaat naar een nabijgelegen gemeenschap. Ze waren van mening dat een gemeenschap omringd kon zijn door onbrandbaar wildland, en een hete zomer zou de kans op ontsteking vergroten. Maar zonder wind de gemeenschap zou bijna geen risico lopen. Windsnelheid en -richting zijn cruciaal voor branduitbreiding, en waren goed vertegenwoordigd in hun model. Hun belangrijkste aandachtsgebieden waren convectie, geleiding, straling en vuurgloed.

Het doel is om stedenbouwkundigen of rampenmanagers praktische richtlijnen te bieden bij het beoordelen van het risico op brand voor huizen en groepen huizen. Bijvoorbeeld, de onderzoekers ontdekten dat ze konden bepalen welke huizen in een bepaalde wijkindeling het meest waarschijnlijk zouden bijdragen aan de verspreiding van een brand, op basis van locatie, maat, en de nabijheid van andere huizen. Dergelijke informatie kan helpen bij het informeren van mitigatiestrategieën voor die gemeenschap, zoals structurele verbeteringen, betere afstand, of het terugsnoeien van vegetatie.

In toekomstige studies, de onderzoekers zullen hun model blijven verfijnen en verifiëren met gegevens van andere historische branden.