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Waldbranderkennung mit flammenaufspürenden Kameras

Ein neues Kamerasystem erkennt ausschließlich das ultraviolette (UV-) Licht von Flammen. Diese Entwicklung erlaubt das automatische Erkennen von Feuern und schnellere Reaktionsmöglichkeiten.
Waldbranderkennung mit flammenaufspürenden Kameras
Waldbrände sind weltweit ein großes und wachsendes Problem. Sie haben nicht nur allein 2007 in Europa über 3.000 Todesfälle verursacht, sondern kosten die betroffenen Industriestaaten etwa 1 % ihres Bruttoinlandsprodukts (BIP). Auf Feuer entfallen außerdem etwa 20 % der gesamten Kohlenstoffdioxid-(CO2)-Emissionen.

Das EU-finanzierte Projekt FORFIRE wurde ins Leben gerufen, um sich mit diesem Problem zu befassen. Es brachte Partner aus sechs europäischen Ländern zusammen und lief für 30 Monate bis November 2011. Da der Erfolg bei der Brandbekämpfung von der Reaktionszeit abhängt, hatte das Projekt zum Ziel, ein autonomes und zuverlässiges Feuerfrüherkennungssystem zu entwickeln.

Das resultierende System ist im Wesentlichen eine spezielle Kamera. Sie tastet Bereiche eines Waldes ab und sucht nach den elektromagnetischen Wellenlängen, die für Flammen charakteristisch sind (vakuumultraviolette Strahlung (VUV-Strahlung) mit etwa 200 nm Wellenlänge). Dieser Spektralbereich ist von Bedeutung, da die Sonne diese Wellenlängen zwar ausstrahlt, die Energie jedoch vollständig von der Erdatmosphäre absorbiert wird. Folglich kann am Boden messbare VUV-Strahlung nur von Feuer ausgehen, und von keiner anderen Quelle.

Faktisch kann der VUV-Sensor ausschließlich Feuer erkennen und ist blind für alle anderen Emissionen. Dies hilft deutlich bei der Eindämmung von Fehlalarmen. Die ultraempfindliche Kamera überwacht eine große Fläche, berechnet beim Erkennen einer VUV-Quelle deren genaue Position und alarmiert den Betreiber. Um das Risiko auf Fehlalarme noch weiter zu reduzieren, überlagert die Kamera des Projekts das VUV-Bild mit einem herkömmlichen Bild des sichtbaren Lichtspektrums, damit der Betreiber den Alarm bestätigen kann.

FORFIRE entwickelte den Entwurf für einen kosteneffektiven Prototypen, der diese und weitere anspruchsvolle technische Spezifikationen erfüllt. Zuerst wurden im Projekt die am besten geeigneten Materialien für die industrielle Herstellung des Sensors ausgewählt. Entwurf und Herstellung des Prototypen konnten den Stand der Detektortechnologie erweitern. Das Ergebnis war ein Sensor, der erheblich empfindlicher als jedes andere Konkurrenzprodukt ist und über einen Messbereich von einem Kilometer verfügt. Im Rahmen von FORFIRE wurden auch die nötigen Algorithmen zur Positionsberechnung und ein spezielles Ausleseelektroniksystem für den Betreiber entwickelt.

Die Projektpartner schätzten den potenziellen Marktwert des Produkts auf über 800 Millionen Euro pro Jahr. Die Technologie ist auch für industrielle Anwendungen nutzbar. Schnelle Branderkennung bedeutet eine schnelle Löschung, wodurch der von Feuern geforderte menschliche und wirtschaftliche Tribut gesenkt wird.

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