Un professore di ingegneria chimica della BYU e il suo dottorato di ricerca. studente ha sviluppato un modello avanzato che può aiutare a prevedere l'inquinamento causato dal fumo degli incendi.

La ricerca, sponsorizzato dall'USDA Forest Service e dal Department of Energy, fornisce un modello fisico in grado di prevedere in modo più affidabile le emissioni di fuliggine e fumo dagli incendi in una serie di condizioni.

"Il fumo che vedi dagli incendi è una combinazione di gas evoluti e fuliggine, " ha detto Alex Josephson, un dottorato di ricerca studente nel programma di ingegneria chimica della BYU che lavora anche al progetto presso il Los Alamos National Laboratory. "Quando guardiamo al fumo per quanto riguarda gli effetti sulla salute, in genere ci preoccupiamo di quelle particelle di fuliggine; ed è quello che stiamo modellando."

I recenti incendi in California e Utah hanno causato un peggioramento della qualità dell'aria dello Utah per diversi giorni questo agosto, raggiungendo livelli arancioni e persino rossi per lunghi tratti. I giorni arancioni non sono salutari per i gruppi sensibili, mentre i giorni di livello rosso sono considerati dannosi per tutte le persone e possono provocare gravi effetti sulla salute dei bambini o degli anziani.

Il modello sviluppato dalla BYU/Los Alamos utilizza formule dettagliate basate sulla fisica per prevedere la formazione iniziale di particelle di fuliggine emesse durante gli incendi. Le misurazioni sperimentali del contenuto di fumo possono comportare procedure poco sofisticate, come il campionamento sotto vuoto di particelle prodotte da una fiamma.

"Miliardi di dollari vengono spesi per combattere gli incendi e quest'estate sembrava che l'intero Occidente fosse in fiamme, " ha detto David Lignell, professore di ingegneria chimica e autore senior dello studio, recentemente pubblicato sulla rivista accademica Combustion and Flame. "Oltre alle emissioni, la fuliggine influenza la radiazione termica e la temperatura della fiamma, che possono essere fattori importanti nella propagazione del fuoco. In definitiva, comprendere i processi fisici di base negli incendi ed essere in grado di modellarli accuratamente in condizioni realistiche aiuterà a prevedere le emissioni di fumo e i relativi effetti sulla salute".

Gli attuali modelli di previsione degli incendi sono troppo costosi dal punto di vista computazionale per essere eseguiti per incendi su larga scala. Il modello prodotto dalla BYU/Los Alamos, che sembra qualcosa di graffiato su una lavagna in A Beautiful Mind (vedi immagine a destra), fornisce elementi fondamentali per convalidare modelli più efficienti che possono essere applicati su supercomputer a un costo computazionale ragionevole.

La ricerca ha lo scopo di aiutare il Servizio Forestale e altri gruppi di gestione degli incendi boschivi a conoscere meglio l'impatto delle ustioni prescritte sugli ambienti urbani circostanti. (Le ustioni prescritte sono un metodo per aiutare a prevenire gli incendi.) Secondo Josephson, sta "fornendo gli strumenti per fornire informazioni per aiutare le persone che hanno bisogno di prendere quelle decisioni".

"Quando si verifica un incendio naturale, nessuno è responsabile delle emissioni perché è un atto della natura, " disse. "Ma quando il servizio forestale vuole prescrivere un incendio, poi improvvisamente sei responsabile del fumo e delle emissioni che ne derivano. Capire meglio le emissioni prima di accendere un incendio che potrebbe avere gravi effetti sulle comunità circostanti".

I finanziamenti per la ricerca provengono più specificamente dalla Rocky Mountain Research Station del Servizio Forestale e dalla National Nuclear Security Administration del Department of Energy, attraverso il Centro di simulazione multidisciplinare per la cattura del carbonio dell'Università dello Utah.

Mentre Lignell ha affermato che c'è ancora un divario tra la loro ricerca e il modo in cui influisce direttamente sull'aria che le persone respirano, ha personalmente investito nel colmare questo divario, non solo come ingegnere chimico, ma come qualcuno con l'asma.

"Quando il fumo riempie la valle, Lo prendo personalmente; colpisce davvero la vita delle persone, " Ha detto Lignell. "Sicuramente ti fa prestare attenzione ai problemi degli incendi boschivi e ti fa venire voglia di far parte del lavoro su questi problemi".