Een BYU-professor chemische technologie en zijn Ph.D. student hebben een geavanceerd model ontwikkeld dat kan helpen bij het voorspellen van vervuiling veroorzaakt door bosbrandrook.

Het onderzoek, gesponsord door de USDA Forest Service en het ministerie van Energie, biedt een fysiek model dat betrouwbaarder roet- en rookemissies van bosbranden kan voorspellen onder een reeks van omstandigheden.

"De rook die je ziet van bosbranden is een combinatie van geëvolueerde gassen en roet, " zei Alex Josephson, een doctoraat student aan het BYU-programma voor chemische technologie die ook aan het project werkt in het Los Alamos National Laboratory. "Als we naar rook kijken wat betreft gezondheidseffecten, meestal geven we om die roetdeeltjes; en dat is wat we modelleren."

Recente bosbranden in Californië en Utah hebben ervoor gezorgd dat de luchtkwaliteit in Utah in augustus enkele dagen is gedaald, het bereiken van oranje en zelfs rode niveaus voor lange stukken. Oranje dagen zijn ongezond voor gevoelige groepen, terwijl rode dagen voor alle mensen als ongezond worden beschouwd en kunnen leiden tot ernstige gezondheidseffecten voor kinderen of oudere personen.

Het door BYU/Los Alamos ontwikkelde model maakt gebruik van gedetailleerde, op fysica gebaseerde formules om de initiële vorming van roetdeeltjes te voorspellen die worden uitgestoten tijdens bosbranden. Experimentele metingen van het rookgehalte kunnen vrij eenvoudige procedures met zich meebrengen, zoals vacuümbemonstering van deeltjes zoals ze worden geproduceerd uit een vlam.

"Miljarden dollars worden uitgegeven aan het bestrijden van bosbranden en deze zomer voelde het alsof het hele Westen in brand stond. " zei David Lignell, hoogleraar chemische technologie en senior auteur van de studie, onlangs gepubliceerd in wetenschappelijk tijdschrift Combustion and Flame. "Naast de uitstoot, roet beïnvloedt thermische straling en vlamtemperatuur, die belangrijke factoren kunnen zijn bij branduitbreiding. uiteindelijk, het begrijpen van de fysieke basisprocessen bij branden en het nauwkeurig kunnen modelleren ervan onder realistische omstandigheden zal helpen bij het voorspellen van rookemissies en gerelateerde gezondheidseffecten."

De huidige voorspellingsmodellen voor natuurbranden zijn te rekenkundig duur om te gebruiken voor grootschalige natuurbranden. Het door BYU/Los Alamos geproduceerde model, dat eruitziet als iets dat op een schoolbord is gekrast in A Beautiful Mind (zie afbeelding rechts), biedt fundamentele elementen om efficiëntere modellen te valideren die tegen redelijke rekenkosten op supercomputers kunnen worden toegepast.

Het onderzoek is bedoeld om de Forest Service en andere natuurbrandbeheergroepen te helpen de impact van voorgeschreven brandwonden op de omliggende stedelijke omgevingen beter te leren kennen. (Voorgeschreven brandwonden zijn een methode om bosbranden te helpen voorkomen.) Volgens Josephson, hij "levert de tools om informatie te geven om de mensen te helpen die die beslissingen moeten nemen."

"Als er een natuurbrand plaatsvindt, niemand is verantwoordelijk voor de uitstoot omdat het een natuurramp is, "zei hij. "Maar als Staatsbosbeheer een brand wil voorschrijven, dan ben je ineens verantwoordelijk voor de rook en de uitstoot die eruit komt. Je begrijpt de uitstoot beter voordat je een brand start die ernstige gevolgen kan hebben voor omliggende gemeenschappen."

De financiering voor het onderzoek komt meer specifiek van het Rocky Mountain Research Station van de Forest Service en de National Nuclear Security Administration van het Department of Energy, via het Carbon Capture Multidisciplinair Simulation Center van de University of Utah.

Terwijl Lignell zei dat er nog steeds een kloof is tussen hun onderzoek en hoe het rechtstreeks van invloed is op de lucht die mensen inademen, hij heeft persoonlijk geïnvesteerd in het overbruggen van die kloof - niet alleen als chemisch ingenieur, maar als iemand met astma.

"Als rook de vallei vult, Ik neem dat persoonlijk; het beïnvloedt echt het leven van mensen, "Zei Lignell. "Het zorgt er zeker voor dat je aandacht besteedt aan problemen met natuurbranden en dat je deel wilt uitmaken van het werken aan deze problemen."