Meny

Totalförsvarets forskningsinstitut

10 augusti

FOI utvecklar beräkningar för spridning av farliga ämnen

Att simulera spridning av farliga ämnen i stadsmiljö är mycket komplicerat och tar ofta för lång tid vid ett utsläpp. FOI utvecklar nya beräkningsmetoder med stöd av en egenutvecklad mjukvara, i samarbete med svenska myndigheter. EU är en av finansiärerna.

Bilar på en parkeringsplats där det blåser intensivt

I städer kan parallella gator ha olika vindriktning på grund av de komplicerade vindar som orsakas av topografin som stadens byggnader skapar. FOI utvecklar nya beräkningsmetoder för utsläpp i städer. Foto: Shutterstock/Gorlov-KV.

Att simulera spridningsförloppet av ett utsläpp i landsbygd är relativt enkelt. Vinden är stadig och ofta är det bara höjdskillnader som orsakar beräkningsproblem. Här finns system som på kort tid kan uppskatta spridningsförloppet efter ett utsläpp.
I städer kan parallella gator ha olika vindriktning på grund av de komplicerade vindar som orsakas av topografin som stadens byggnader skapar. Ofta måste spridningen av ett utsläpp beräknas från grunden, vilket kan ta veckor. Det är för lång tid för att vara till nytta vid akuta utrymningar. Då får snabba, men mindre precisa uppskattningar användas.

FOI-utvecklad mjukvara i militära och civila system

En kombination av bättre beräkningsmetoder, ökad datorkraft, ökad urbanisering och ökat terrorhot har fått EU:s ramprogram att finansiera två forskningsprojekt för att bland annat utveckla spridningsberäkningar för stadsmiljö. FOI deltar i båda projekten och utvecklar inom ramen för detta sin egen mjukvara, DE (Dispersion Engine).
FOI:s mjukvara DE används inte bara av FOI, den fungerar också som ett insticksprogram i andra aktörers system.

– Vår främsta avnämare är räddningstjänsten, som använder mjukvaran i sitt beredskapssystem för att snabbt kunna ta fram riskområden vid olyckor, säger Oscar Björnham, förste forskare vid FOI.

På den militära sidan har Saab byggt in mjukvaran i ett system för Försvarsmakten, som stöd vid risk för CBRN*-händelser. Systemet gör det möjligt att digitalt simulera utsläpp, koncentrationsfält och även sensorsignaler.

– Att göra riktiga utsläpp är kostsamt, omständligt och kan vara farligt. Med vårt gemensamma system kan man stå på ett övningsfält med mätinstrument kopplade till en dator. Ett simulerat utsläpp får samma effekt på instrumenten som ett riktigt utsläpp skulle haft, säger Oscar Björnham.

Även SMHI använder FOI:s mjukvara på sina servrar.

– För att kunna göra beräkningar av storskalig spridning vid radioaktiva utsläpp, liknande utsläppet från Fukushima. Detta simuleringssystem är uppsatt främst som stöd till Strålsäkerhetsmyndigheten.

Modellering i mark och vatten

FOI arbetar även med modellering av spridningseffekter i mark och vatten.

– Vi tittar bland annat på hur olika ämnen kan ta sig genom olika marklager. Ett exempel är spridning av anthraxbakterier från nedgrävda djur. Bakterierna kan övergå i tålig sporform som kan överleva mycket länge. Den fråga vi vill ha svar på är om sporerna kan ta sig ända ner i grundvattnet och sedermera utgöra ett hot mot vattentäkter, berättar Oscar Björnham.
FOI har också startat ett forskningssamarbete finansierat av Myndigheten för samhällsskydd och beredskap (MSB) kring kontamination från biologiska ämnen av dricksvattensystem.

– Med hjälp av mätinstrument ska vi kunna detektera föroreningar, med naturligt ursprung eller från en antagonistisk handling. Våra spridningsmodeller ska även kunna beräkna varifrån en förorening sannolikt kommer. Detta projekt är inriktat på att skydda dricksvatten vid större byggnader inom exempelvis fortifikation, men kan tillämpas i andra system också, säger Oscar Björnham.

Samarbetet med andra myndigheter och organisationer ger FOI extra motivation.

– Spridningsberäkningar i sig kan tendera att bli väldigt teoretisk med ett begränsat egensyfte. Men genom att koppla dessa till andra områden som faktiska källor och hälsoeffekter på människor uppnås direkt en praktisk nytta.

*CBRN står för kemiska, biologiska, radiologiska och nukleära hot.

Dela sidan på sociala medier