Gdy polem walki jest las

Właśnie mija 30. rocznica największego pożaru lasu, jaki miał miejsce w Polsce i Europie Środkowej po drugiej wojnie światowej. Powstał w nadleśnictwie Rudy Raciborskie, w świadomości społecznej pozostał jako pożar lasu w Kuźni Raciborskiej.

Najgorszą sytuacją dla strażaków i leśników jest taka, w której mogą być tylko biernymi obserwatorami pożaru lasu, bez możliwości wpływu na jego rozprzestrzenianie się w terenie - nawet z użyciem samolotu lub śmigłowca gaśniczego. Szacuje się, że dwie trzecie pożarów lasów powoduje działalność człowieka.

Kuźnia Raciborska

Pożar w Kuźni Raciborskiej objął nie tylko tę miejscowość, ale również rejon Kędzierzyna-Koźla, Rud Raciborskich i Rudzińca. Trwał od 26 do 30 sierpnia 1992 r. i strawił 9062 ha lasów. Wśród trzech ofiar śmiertelnych było dwóch strażaków i jedna osoba niezwiązana bezpośrednio z gaszeniem pożaru.

Za bezpośrednią przyczynę pożaru uznano iskrzenie spod kół hamującego przy lesie pociągu. Silny wiatr spowodował, że ogień całkowicie wymknął się spod kontroli.

Pośrednią przyczyną zdarzenia były wysokie temperatury (powyżej 30°C) utrzymujące się w kraju przez dłuższy czas. W zasadzie panowała susza, gdyż ostatni deszcz spadł pod koniec maja tego roku.

Działania gaśnicze najbardziej utrudniał szybko rozprzestrzeniający się front płomienia oraz przenoszenie się go na torfowiska. Płomienie trawiły wysokie sosnowe lasy, z igliwiem zawierającym łatwopalne olejki eteryczne.

Potraktowanie tego pożaru jako standardowego nie mieściło się w schemacie działania przy takim rozmiarze tragedii. Mimo początkowo dobrego zaopatrzenia wodnego (dostępność cystern z wodą) pojawiły się problemy wynikające z szybkości przemieszczania się czoła pożaru oraz przeskoku zarzewi na nowe obszary. Wielokrotnie ogień odcinał drogę ucieczki strażakom, którzy zmuszeni byli do porzucenia swoich pojazdów.

Najtrudniejsze działania stanowiło gaszenie torfowisk. Nigdy nie było wiadomo, jakiej jakości jest grunt, po którym musieli przemieszczać się strażacy. Należy pamiętać, że w akcji uczestniczyły nawet czołgi.

Problem stanowiła również konieczność wielodniowej pracy strażaków ze wszystkich rejonów kraju i mocno ograniczony ich czas na regenerację i sen.

Akcję ratowniczo-gaśniczą prowadzono w skrajnych warunkach aż do września. Oprócz strażaków uczestniczyło w niej wojsko, policja i obrona cywilna. W sumie - około 12 tys. osób, 1100 różnego rodzaju pojazdów gaśniczych, 50 cystern kolejowych, 26 samolotów gaśniczych M-18 Dromader, sześć lokomotyw, cztery śmigłowce gaśnicze, a także sprzęt ciężki: czołgi, pługi i spychacze.

Gdyby jednak wszystkie te służby miały wówczas do dyspozycji taki sprzęt, jaki mają dziś, ogień udałoby się opanować zdecydowanie szybciej.

Gotowość operacyjna i organizacja łączności jest obecnie na znacznie wyższym poziomie. Nieporównywalnie wyższy jest również poziom technologiczny współczesnego sprzętu i samochodów ratowniczo-gaśniczych. Te możliwości mogłyby pozwolić na ugaszenie takiego pożaru w zarodku.

Z czego to może wynikać? Zmiany dotyczą zwiększonej dostępności środków lotniczych, a więc samolotów i śmigłowców gaśniczych oraz patrolowych (w liczbie około 30) oraz dronów obserwacyjnych. W samolocie gaśniczym znajduje się około 2500 l wody, a gdy zostanie ona celnie podana, zrzut jest bardzo skuteczny. W 1992 r. na takie zrzuty trzeba było czekać zbyt długo i pożar rozwijał się do bardzo niekorzystnych rozmiarów.

Wyeksploatowane Stary czy Jelcze o pojemości jedynie 6 t wody trudno porównywać z pojazdami, jakimi dysponują dziś strażacy. Największe cysterny, jakimi dysponowali strażacy, pozwalały na dowiezienie 18 tys. l wody, obecnie jej ilość znacznie wzrosła. Mankamentem był również brak napędu terenowego w pojazdach z tamtego okresu.

Jeśli chodzi o ubrania specjalne, to w tamtym czasie obowiązywały mundury typu moro, które nie zabezpieczały ani przez oddziaływaniem ciepła, ani przed nasiąkaniem materiału wodą.

System wczesnego ostrzegania, czyli monitoringu, powstawał dopiero w głowach leśników. 

Biebrzański Park Narodowy i bambi bucket

Dowodem na to, jak bardzo poprawiły się możliwości i wyposażenie straży pożarnej w zwalczaniu pożarów lasów, pokazuje pożar z 2020 r. w Biebrzańskim Parku Narodowym. Trwał on od 19 do 26 kwietnia 2020 r. i strawił ok. 5280 ha, co stanowiło ok. 9,5% powierzchni Parku. Objął cenne przyrodniczo obszary, m.in. w okolicy Czerwonego Bagna, a jego przyczyną była susza i wypalanie traw. W akcji uczestniczyło 1500 strażaków, ponad 300 ratowników i żołnierze Wojsk Obrony Terytorialnej. Wykorzystano sześć samolotów gaśniczych i dwa śmigłowce, które wykonały prawie tysiąc zrzutów wody.

Jedną z nowinek technicznych, dzięki którym udało się opanować pożar, był system dostarczania wody w pojemniku transportowanym przez śmigłowiec gaśniczy.

Tes specjalne zbiorniki gaśnicze, tzw. bambi bucket, stosowane są w walce z pożarami z powietrza. Umożliwiają gaszenie rozległych pożarów oraz prowadzenie akcji na dużych, trudno dostępnych terenach. Kształtem przypominają wiadro wykonane z wodoszczelnej tkaniny, które podwiesza się pod śmigłowcem na specjalnym haku do przenoszenia ciężkich ładunków.

Aby napełnić bambi bucket, zanurza się je w zbiorniku wodnym o odpowiedniej głębokości, na przykład w jeziorze lub rzece. Do zrzutu wody na pożar służy specjalny zawór zamykający dno pojemnika. Zbiornik zajmuje niewiele miejsca, może być łatwo transportowany na pokładzie śmigłowca i zostać w ciągu kilku minut przygotowany do działania.

Bambi bucket o pojemności 1500 oraz 3000 l od grudnia 2020 r. stanowią wyposażenie KM PSP m.st. Warszawy. Mogą zostać podpięte np. do policyjnych śmigłowców S-70i Black Hawk oraz W-3 Sokół.

Straż pożarna wzbogaciła się również o cztery nowe zbiorniki tego typu. Ćwiczenia ze zbiornikami podwieszonymi pod policyjne śmigłowce realizowane są na bieżąco, np. na terenie Bazy Szkolenia Poligonowego i Innowacji Ratownictwa SGSP w Nowym Dworze Mazowieckim odbyły się w dniach 16-17 marca 2021 r.

Szkolenia tego rodzaju sprawdzają się szczególnie, kiedy nadchodzi wiosenne zagrożenie pożarowe. Najpierw funkcjonariusze PSP i Policji odbywają przeszkolenie teoretyczne. Zgodnie z programem zapoznają się m.in. z podstawowymi zasadami obsługi zbiorników, w tym z prawidłowego przechowywania, konserwacji i łączenia poszczególnych elementów służących do podwieszenia. Dopiero wtedy przychodzi kolei na przećwiczenie wszystkich elementów w praktyce.

Jeden z poligonów SGSP znajduje się w rejonie ujścia Narwi do Wisły, to doskonałe miejsce do pobierania wody do celów gaśniczych. Policyjny śmigłowiec Black Hawk S-70i może transportować mniejszy zbiornik gaśniczy o pojemności co najmniej 1500 l i maksymalnej masie do 1650 kg. Śmigłowiec W-3 Sokół jest zaś najlepiej wykorzystany wtedy, gdy transportuje większy zbiornik, o pojemności co najmniej 2950 l i maksymalnej masie do 3100 kg. Po nabraniu wody pozostaje tylko dokonać jej zrzutu dokładnie nad ustalonym miejscem na poligonie SGSP.

Podczas ćwiczeń sprawdzane są zarówno poszczególne elementy systemu do autonomicznego zrzutu wody, system podwieszania zbiornika, jak i szybkość reagowania współdziałających służb w przypadku zgłoszenia pożaru.

Łącznie, po wszystkich dostawach, PSP dysponuje trzema zestawami sprzętu, czyli sześcioma zbiornikami (każdy zestaw składa się z dwóch zbiorników gaśniczych). W każdym zestawie znajduje się również dodatkowy sprzęt, np. system podwieszania, akumulatorowy system umożliwiający autonomiczne operowanie zrzutem wody bez korzystania z instalacji elektrycznej śmigłowca czy przyczepa transportowa.

Na posiadanie własnych śmigłowców czy samolotów strażacy na razie nie mogą liczyć. Dobrze, że mogą uzyskać wsparcie ze strony Policji, Straży Granicznej czy wojska, a współpraca ta przebiega bez zarzutu. 

Taktyka gaszenia pożarów lasów z powietrza

Zastosowanie samolotów do gaszenia pożarów lasów datowane jest na połowę XX w. W walce z pożarami lasów biorą udział samoloty oraz śmigłowce. Samoloty wykorzystywane są do prowadzenia rozpoznania, wykrywania miejsca powstania pożaru i kierunku rozprzestrzeniania się ognia oraz oczywiście bezpośredniego gaszenia pożaru.

Państwa mające najbardziej rozwinięty system ochrony przeciwpożarowej doszły do wniosku, że najbardziej opłacalną i najskuteczniejszą metodą wykorzystania samolotów w zadaniach przeciwpożarowych jest użycie do tego celu specjalistycznych statków powietrznych.

Każdy duży pożar lasu rozwija się pożaru o początkowych niewielkich rozmiarach. Doświadczenia - nie tylko polskie - wskazują, że pożary lasów są zwykle spowodowane nieuwagą ludzi, którzy wypalają trawę podczas prac rolniczych. Ogólnie rzecz biorąc, najważniejszą rzeczą w gaszeniu pożarów lasów jest jak najszybsze podjęcie działań, co umożliwia przede wszystkim sprawny monitoring, pozwalający na szybkie wykrycie pożaru, w jego początkowej fazie. Teren, na którym najczęściej dochodzi do pożarów lasów, jest niedostępny dla nieuterenowionych samochodów ratowniczo-gaśniczych. Zaopatrzenie wodne musi przede wszystkim pochodzić z cystern lub rozpoznanych lokalnych ujęć wodnych z brzegami utwardzonymi na tyle, że będą w stanie do nich dojechać ciężkie pojazdy gaśnicze. Często jedynym ratunkiem są więc transporty wystarczającej ilości wody lub środka gaśniczego drogą powietrzną.

Z długoletniej obserwacji charakterystyki rozprzestrzeniania się pożarów lasów wynikają następujące wnioski:

• wykrycie pożaru lasu następuje zazwyczaj po upływie 10-16 godz. od pojawienia się zarzewia,
• warunek powstania pożaru lasu to spadek wilgotności gleby poniżej 30%,
• rozprzestrzenianie się ognia następuje z szybkością 3-8% prędkości wiatru na danym obszarze,
• przy prędkości wiatru 15 m/s (60 km/h) pożar obejmuje 4 km²/h terenu.

Gaszenie ognia wodą lub mieszaniną wody ze środkiem pianotwórczym, zwilżaczami itp. opiera się na znanym strażakom tzw. trójkącie spalania.

Wyeliminowanie któregokolwiek z trzech tworzących go elementów (tlen, materiał palny i ciepło) prowadzi do ugaszenia pożaru. Bez względu na rodzaj paliwa (drewno, olej, papier, odzież, las, sucha trawa itp.) ogień zgaśnie, jeśli jego środowisko stanie się ubogie w tlen. W normalnych warunkach zawartość tlenu w powietrzu wynosi 21%. Gdy spadnie do 15%, płomienie zostaną stłumione.

Aby zapewnić niezbędną efektywność wykorzystania samolotów do zadań przeciwpożarowych, muszą one latać na wysokości od 30 m do 100 m nad ogniem z prędkością 200 km/h. Samolot musi być wyposażony w luki ładunkowe i drzwi podobne do tych, które mają bombowce. Po zrzuceniu ładunku uzyskuje się mieszaninę wody i substancji chemicznych, która jest od trzech do pięciu razy wydajniejsza od czystej wody. Istnieją trzy podstawowe metody walki z pożarami lasów z powietrza: „bomby wodne”, piana chemiczna i środki specjalne - retardanty spowalniające proces spalania.

Przy użyciu czystej wody lub piany chemicznej zwykle chodzi o wyrzucenie jak największej ilości wody - „bomby wodnej” lub jej mieszanki z pianą chemiczną bezpośrednio nad frontem pożaru lub na obszar objęty spalaniem poniżej trajektorii samolotu. Retardanty są zrzucane na rozległy obszar, który nie został jeszcze dotknięty pożarem, ale znajduje się na jego drodze. Główną ideą jest osiągnięcie większego obszaru pokrycia i spowolnienie rozprzestrzeniania się ognia. Jednak skuteczność gaszenia pożaru z powietrza zależy głównie od ukształtowania terenu, rodzaju gleby, warunków pogodowych i roślinności występujących podczas pożaru. Dobranie odpowiedniej taktyki gaszenia pożarów z powietrza jest bardzo ważne przede wszystkim ze względów finansowych. Jeden litr środka gaśniczego podawanego z samolotu ma cenę: 0,05 USD/l, gdy korzystamy ze śmigłowca i 1,25 USD/l w przypadku samolotu (co uzasadnia decyzję o rezygnacji ze zwiększonej liczby samolotów gaśniczych na rzecz policyjnych śmigłowców). Skuteczne operacje gaszenia pożarów lasu z powietrza będą miały wpływ na kontrolę rozprzestrzeniania się płomieni lub wydłużą dostępny czas na wycięcie przesiek lub pasów przeciwpożarowych oraz stworzenie sztucznych barier dla rozprzestrzeniania się ognia.

Podsumowując - należy pamiętać o następujących parametrach działań gaśniczych:

• optymalna prędkość lotu w momencie wyrzucania środka gaśniczego wynosi ok. 200 km/h,
• środek gaśniczy musi być podawany przed frontem płomienia z wysokości 30-100 m,
• woda zmieszana ze środkiem pianotwórczym jest trzy razy skuteczniejsza niż czysta woda,
• pierwsze natarcie na pożar lasu należy przeprowadzić w ciągu 20-30 min po wykryciu pożaru,
• zamiar taktyczny powinien obejmować podanie do strefy objętej pożarem w ciągu pierwszych 3 godz. akcji gaśniczej minimalnie 60-120 t wody w zależności od jej rozmiaru,
• w akcji gaśniczej taką ilość wody mogą zapewnić co najmniej cztery samoloty i dwa śmigłowce, przy czym PZL M-18 Dromader zabiera 1700 l wody oraz 60 l deteoru (środka zwilżającego lub spieniającego), co zwiększa skuteczność gaszenia lasów,
• konieczne jest osiągnięcie częstotliwości zrzutów 10-12 razy na godzinę,
• jeżeli częstotliwość zrzutu środka gaśniczego jest dłuższa niż co 30 min - gaszenie pożaru z powietrza jest nieefektywne i przez to nieopłacalne!
• pożaru lasu nie da się ugasić, używając jedynie latającego sprzętu gaśniczego!

Jak już wspomniano, główny środek gaśniczy stanowi czysta woda lub woda ze specjalnymi dodatkami. Większość samolotów gaśniczych ma możliwość lądowania na wodzie i napełniania zbiorników w bardzo krótkim czasie (od 10 do 12 s z wody lub poniżej 5 min na lotniskach). Samoloty typu Beriev Be-200, Air Tractor AT-802 czy Canadair CL215/415 mogą lądować zarówno na lotniskach, jak i na wodzie. Helikoptery mają wewnętrzne zbiorniki na wodę napełniane za pomocą pomp lub po prostu zanurzają w wodzie kosze. Samoloty przeciwpożarowe pracują w ekstremalnych warunkach i muszą być naprawdę niezawodne, zwinne i solidne, z silnikami o dużej rezerwie mocy, aby pilot mógł wyprowadzić je z sytuacji awaryjnych, które pojawiają się często za sprawą zmian warunków lotu nad terenem pożaru.

W ostatnich latach szczególną uwagę przywiązuje się do doskonalenia technik gaszenia pożarów lasów. Co oczywiste, zrzucenie w krótkim czasie jak największej ilości wody lub środka gaśniczego nie jest wystarczające. Analiza wykorzystania samolotów w działaniach gaśniczych dostarcza kilku ciekawych danych. Mianowicie aby uzyskać oczekiwaną skuteczność gaśniczą konieczne jest podanie od 0,125 do 0,499 l wody na 1 m² terenu objętego pożarem. Jednak w rzeczywistości tylko 29% powierzchni objętej pożarem otrzymuje idealną ilość wody, 43% z niej dociera do niewłaściwej powierzchni, więc obszar poddany działaniu ognia nadal się powiększa. Na pozostałe 28% terenu wylewa się więcej wody, niż potrzeba, co jest nieracjonalne i ostatecznie bardzo drogie.

Drugim, bardzo ważnym czynnikiem wpływającym na skuteczność gaszenia pożarów przy użyciu samolotów jest charakterystyka kropli wody docierającej do powierzchni ziemi. Przesądza o tym sposób, w jaki woda jest podawana do ognia. Czynnikiem mającym istotny wpływ na skuteczność gaszenia jest wielkość kropel wody. Jeśli kropelki wody tworzące mgłę wodną są zbyt małe, wyparują, jeszcze zanim dotrą do obszaru objętego pożarem. A mają odparowywać w płomieniu i odprowadzać z niego ciepło. Wraz ze zmniejszaniem się wielkości cząstek zwiększa się całkowita ilość wody powierzchniowej, która styka się z płomieniem oraz nasila procesy wymiany ciepła i parowania. Cząsteczki wody wypierają otaczające powietrze. To lokalne zmniejszenie ilości tlenu prowadzi do wygaśnięcia pożaru. Idealnie byłoby wygenerować kropelki wody o mniejszej średnicy. Jednak to większe krople mają zdolność przechodzenia przez płomień, częściowego parowania i dotarcia do płonącej powierzchni gruntu.

Wyniki badań pokazują, że optymalne rezultaty osiąga się przy gaszeniu pożaru z wysokości 30 m od podłoża i średnicy kropli 1,5 mm. Oczywiście nie jest możliwe, aby cała mgła wodna miała taką charakterystykę, ale najlepsze wyniki daje średnica kropli wody od 1 mm do 4 mm.

Nowe technologie w gaszeniu pożarów lasów

Nowa technologia gaszenia pożarów lasów polega na próbie wyeliminowania wad zrzucania wody z powieszanych zbiorników na rzecz precyzyjnego podawania prądów mgły wodnej. Skuteczność gaszenia pożarów z powietrza może być znacznie większa, jeśli zastosuje się gaszenie wodą z dużym wydatkiem, w dawkach zbliżonych do tych z konwencjonalnych podwieszanych basketów. 

Taka technika podawania wody z dużą szybkością z powietrza powinna zapewniać:

• podawanie wody z dużym wydatkiem, co zwiększa efektywność gaszenia pożarów,
• szybkie pochłanianie ciepła i zwiększenie szybkości, z jaką woda jest przekształcana w parę (odbieranie większej ilości ciepła z pożaru),
• zużycie mniejszej ilości wody z lepszym efektem gaśniczym,
• pokrycie większej powierzchni pożaru równomiernie rozpylonym strumieniem,
• dobrą penetrację strumienia przez otoczenie płomienia,
• wyeliminowanie uszkodzeń środowiska i budynków spowodowanych upadkiem z wysokości dużej masy wody,
• kompletną, bezpieczną aplikację lotniczą dla obsługi naziemnej.

Ze względów praktycznych założenia te należałoby przełożyć na gotowy projekt produktu lub specyfikację zaawansowanego urządzenia gaśniczego. Jednak do tej pory nie istnieje produkowane na skalę przemysłową urządzenie do szybkiego podawania wody, które byłoby w stanie uzyskać takie parametry. Ostatnio podjęto pewne wysiłki w celu opracowania i zastosowania systemów rozpylania z powietrza, takich jak MAFFS (USA), SHAEP (Francja) lub IFEX Technology (Niemcy), ale z ograniczonymi efektami. Przepływ ze standardowej prądownicy, jak na przykład zaproponowany w projekcie SHAEP, jest po prostu niewystarczający. Największą przeszkodą, jaką należy przezwyciężyć w przypadku rozpylania wody z dużą szybkością z aplikatorów powietrznych, jest niezwykle duża ilość wody, którą należy podawać za pomocą praktycznego i taniego trybu ciśnieniowego.

Głównym celem proponowanej techniki podawania wody z dużą szybkością jest wprowadzenie nowej, opłacalnej metody gaszenia pożarów z powietrza, a tym samym osiągnięcie lepszej skuteczności gaszenia przy zużyciu mniejszej ilości wody. Niemiecki IFEX, znany strażakom system impulsowego gaszenia ognia, działa na prostej zasadzie. Jest to urządzenie do szybkiego wyrzucania środków gaśniczych w postaci małych kropelek. Ciśnienie powietrza 25 bar zapewnia energię niezbędną do wyrzucenia wody ze zbiornika. Sam aparat przypomina rodzaj armatki wodnej. Aktywacja odbywa się przez szybki zawór, który otwiera się na 0,02 sekundy. Opór powietrza zmniejsza wielkość kropel wody w rozpylonym strumieniu z początkowych 700 do 100 μm. Objętość 1 l kropel wody w strumieniu z prądownicy ma powierzchnię 5,8 m², a powierzchnia tej samej objętości wody wyrzucanej z urządzenia IFEX wynosi 60 m². Urządzenie tego typu może być montowane na śmigłowcu w celu zapewnienia skutecznego systemu ochrony przeciwpożarowej charakteryzującego się dużą mobilnością i gotowością do użycia. Cechuje się ono następującymi zaletami:

• szybka instalacja urządzenia, mniej niż 5 min od zamontowania do gotowości użycia,
• dwa działka 18 l o zasięgu 40-60 m,
• możliwość podawania wody, retardantów, piany,
• krótki czas naładowania działka (2-3 s).

Podsumowanie

Cały system ochrony przeciwpożarowej lasów musi być spójny i spełniać podane w opracowaniu parametry, aby był skuteczny. Doświadczenia wskazują na potrzebę stworzenia jednolitego systemu monitorowania, raportowania i kierowania ochroną przeciwpożarową lasów. Pierwszym zadaniem jest oczywiście określenie zapotrzebowania na liczbę specjalistycznych samolotów i śmigłowców do gaszenia pożarów. Jednocześnie należy podkreślić, że pożarów lasów nie da się ugasić tylko z powietrza, co wymusza również analogiczną analizę dotyczącą liczby oraz miejsc stacjonowania lub koncentracji sił i środków wyposażonych w pojazdy terenowe lub uterenowione, a także cysterny lub kontenery wodne, w których zoptymalizowana będzie pojemność z mobilnością w trudnym terenie.