INZET ADEMLUCHTDRAGERS IN EEN TUNNEL

Op 15 april 2017 breekt er om 04u55 brand uit op een werftrein in de Brusselse Noord-Zuidverbinding. De werftrein stond langs één van de perrons van het station Brussel-Centraal. Brussel-Centraal is een erg complex station met zes ondergrondse sporen en erg veel ingangen en uitgangen. Toen de brandweer bij het station aankwam, stond het volledige stationsgebouw onder de rook. Brandweermensen moesten hun ademluchtmasker opzetten zodra ze het station betreden. De brandweer heeft er 22 minuten over gedaan om de brandhaard te lokaliseren en een aanvalslijn af te leggen zodat men kon beginnen met het bestrijden van de brand. De aanvalslijn was maar liefst 340 m lang. Drie minuten na het starten van de aanval ging het fluitsignaal af van de eerste ademluchtdrager en keerde het eerste duo dus terug. Nog 3 minuten later was het tweede duo ook op terugweg. Er werd dus zeer veel lucht gebruikt om op het aanvalspunt te komen. Gelukkig was de inzet van een straalpijp ø 45 mm gedurende 6 minuten effectief en was de brand grotendeels neergeslagen toen de ademluchtdragers moesten terugkeren.

Wat als de brand veel groter was geweest? Dan had de brand weer helemaal opnieuw kunnen oplaaien met alle gevolgen van dien. Wat als de brandhaar zich 100 m verder had bevonden? Dan waren we als brandweer misschien niet eens tot bij de brandhaard geraakt … Bovendien is het zo dat we hier eigenlijk een veiligheidsrisico genomen hebben. De ademluchtdragers moesten tijdens het terugkeren 340 m afleggen op slechts 50 bar ademlucht. Dit was enkel mogelijk omdat er toch nog enig zicht was. De brand was neergeslagen en de noord-zuidverbinding beschikt over een Rook- en Warmte Afvoerinstallatie die erg veel rook afgevoerd had op dat moment. Eigenlijk dient de luchtreserve voor als er iets verkeerd loopt. Had één van de ademluchtdragers tijdens het terugkeren een probleem gekregen, dan had dit fataal kunnen aflopen. Deze brand is gelukkig goed afgelopen maar eigenlijk hebben we tijdens deze brand de grens afgetast van wat mogelijk is met een ademhalingstoestel met een enkele fles zonder rekening te houden met de veiligheidsmarge.

Sinds 2013 wordt gewerkt aan het ontwerp van een nieuwe metrolijn in Brussel. In totaal zullen 7 stations gebouwd worden en komt er 5,5 km aan metrotunnels bij in het Brusselse metronetwerk. De brandweer is van bij het begin betrokken bij het ontwerp. De tunnel zal zich ca 30 m onder de grond bevinden. Hij zal geboord worden met een tunnelboormachine (TBM). Deze manier van werken houdt in dat de machine ergens de grond in gaat en vervolgens begint te boren. Het plan houdt in dat de stations eerst gebouwd worden. Vervolgens gaat de tunnelboormachine de tunnels uitgraven. Dit betekent dat er altijd een stuk doodlopende tunnel is: het stuk tussen het station dat de tunnelboormachine verlaten heeft tot aan de achterkant van de tunnelboormachine. In de nieuw geboorde tunnel is er natuurlijk de tunnelboormachine die kan in brand schieten. Er zijn ook andere toestellen aan het werk. Al deze toestellen worden bediend door personeelsleden van het bedrijf dat de tunnels bouwt. Er is dus een brandrisico en er zijn mensen aanwezig in deze tunnel. De lengte van de doodlopende tunnel loopt op naarmate de tunnelboormachine zich verder verwijdert van het station. De maximale lengte zal 600 m zijn. De brand in het station van Brussel-Centraal maakt duidelijk dat het niet realistisch is om te verwachten dat brandweermensen, die uitgerust zijn met een toestel met een enkele fles, hier nog kunnen tussenkomen. Daar staat tegenover dat de Brusselse autopompen allemaal uitgerust zijn met een toestel met een enkele fles. De eerste brandweermensen die ter plaatse komen zullen dus daarmee uitgerust zijn. Zij kunnen moeilijk blijven staan kijken en wachten tot er toestellen aankomen met dubbele flessen. Het gevolg is dat er zal begonnen worden aan de inzet met een toestel met een enkele fles. Het was voor de Brusselse brandweer belangrijk om op voorhand te weten wat de maximale lengte is van de tunnel waarin ze wel nog veilig kan optreden met een toestel met een enkele fles. Daarom werd in samenwerking met de MIVB, de Brusselse maatschappij voor openbaar vervoer, een experiment opgezet.

Het experiment vond plaats in een ongebruikt stuk doodlopende tunnel dat verbonden was aan het metrostation Albert in Brussel. De tunnel was ongeveer 420 m lang. De metromaatschappij wilde dit stuk tunnel in gebruik nemen. Alvorens men begon met het plaatsen van ballast en sporen kon de brandweer de tunnel gebruiken om er een experiment in te doen. Aangezien de vloer van de tunnel vlak was, simuleert deze tunnel eigenlijk een wegtunnel. Werken op een vlakke ondergrond is namelijk niet te vergelijken met een spoortunnel waarin ballast, dwarsliggers en sporen liggen. Aan het einde van de tunnel was er een noodladder. Die werd als referentiepunt gebruikt voor de deelnemers. Even voorbij de ladder, lag een slachtoffer dat moest gered worden

Brandweermensen werden in ploegen van vijf (1 bevelvoerder en twee duo’s) de tunnel in gestuurd. Ze werden hiervoor geblinddoekt om een omgeving te simuleren met nulzicht. Ze kregen elk een blindegeleidestok mee om de weg te vinden. Elk team kreeg ook één bootbrancard op wielen.

Hun opdracht bestond uit drie delen:

1. De tunnel ingaan: vorderen tot aan de noodladder.
2. Een slachtoffer zoeken en het in de brancard laden.
3. De tunnel terug uitgaan.

In het begin van de test waren de meeste deelnemers onwennig. Ze moesten even wennen aan het gebruik van de blindegeleidestok. Het gebruik hiervan verbeterde vrij snel waardoor de snelheid van bewegen na enige tijd een stuk hoger lag dan in het begin. Per deelnemer was er een observator die data moest noteren en er tegelijkertijd voor zorgen dat de geblinddoekte deelnemers nergens (hard) tegen aan stootten. Op verschillende plaatsen in de tunnel waren er immers bouwmaterialen gestockeerd.

De brandweermensen Het spreekt voor zich dat het niet mogelijk was om alle 1100 Brusselse brandweermensen dit experiment te laten doen. Er moest een groep geselecteerd worden om het experiment uit te voeren. Het selecteren van een representatieve steekproef is altijd een uitdaging bij een experiment. Een steekproef is representatief als hij een goede vertegenwoordiging is van alle mensen die in deze situatie zouden kunnen terecht komen. In het geval van het experiment gaat het over de brandweermensen die in Brussel op de autopomp zitten. De manier die gekozen werd, was het één voor één uitsturen van zeven verschillende autopompen uit verschillende Brusselse kazernes. Doordat het ging over mensen op dienst, leidde dat automatisch tot een goede steekproef. Om deze gegevens correct te kunnen interpreteren, is het belangrijk om te weten dat Brusselse brandweermensen elke drie jaar een VO2max test moeten ondergaan. Brandweermensen onder de 55 jaar moeten een minimumwaarde halen van 38 om aan actieve brandbestrijding te mogen doen. Na 55 daalt de vereiste waarde tot 35. Elk van de deelnemers in dit experiment heeft dus die inspanningsproef succesvol afgelegd. In totaal werden dus 35 mensen de tunnel in gestuurd. 32 onder hen werkten de opdracht af zoals voorzien. In één test waren de twee mensen met de bootbrancard zo ver voorop dat zij de pop al ingeladen hadden en op terugweg waren nog voor de drie anderen bij het eindpunt van deel 1 aankwamen. De 32 mensen van wie de data verwerkt werden waren tussen 27 en 64 jaar oud met een gemiddelde van 43 jaar. Ze hadden een BMI van 19.9 tot 33.9 met een gemiddelde van 25. Hun anciënniteit varieerde van 1 tot 40 jaar met een gemiddelde van 14.7 jaar.

ijdens het experiment werd aan het begin en het einde van elk deel een aantal data geregistreerd: • De verlopen tijdsduur • De druk in de ademluchtfles Daarnaast kregen de deelnemers een hartslagmeter mee. Voor elke deelnemer werd achteraf de maximale hartslag (HRpeak) en de gemiddelde hartslag (HRavg) uitgelezen. Deze data lieten toe om een aantal parameters te gaan berekenen. Bij elk van deze parameters werd gekeken wat de minimale en de maximale waardes waren, alsook het gemiddelde en de standaarddeviatie (= een maat voor de spreiding op de resultaten). De volgende parameters werden berekend voor elk van de 3 deeltaken: • Luchtverbruik per minuut (L/min) • Luchtverbruik per lopende meter (L/m) • Nodige tijd (min) • Snelheid (m/s) Daarnaast werd gekeken naar het totale luchtverbruik gedurende het volledige experiment. De gemiddelde en de maximale hartslag werd omgerekend naar een percentage van de theoretisch maximale hartslag van een persoon in functie van diens leeftijd. Hiervoor werd de formule 220 – leeftijd gebruikt

TABELLEN

Er zijn verschillende zaken die we kunnen concluderen uit deze dataset:

1. De snelheid op de heenweg ligt lager dan op de terugweg (gemiddeld 0.39 m/s vs. 0.50 m/s) ondanks het feit dat er op terugweg een pop van 80 kg in de bootbrancard ligt.
2. Het luchtdebiet ligt hoger op de heenweg dan op de terugweg: gemiddeld 49.9 vs. 38.9 L/min.
3. Het luchtverbruik per lopende meter ligt ook hoger op de heenweg dan op de terugweg: gemiddeld 2.20 vs. 1.33 L/m.
4. Er zit behoorlijk veel spreiding op de data: de traagste groep had 43 minuten nodig om het experiment af te werken terwijl de snelste dit op 25 minuten deed.
5. De snelheid levert een zeer belangrijke bijdrage tot dit lager luchtverbruik per meter. Het is dus belangrijk om voldoende snel te gaan.

Er werden ook nog enkele andere observaties gedaan:

AANPASSEN COUNTERS

1. De ademluchttoestellen geven aan met een geluidssignaal als de druk in de fles gedaald is tot 175 bar. Dan is de helft van de lucht verbruikt (de reserve buiten beschouwing gelaten). In elke groep waren er meerdere mensen die aangaven dat ze het geluidssignaal gehoord hadden. Ze waren zich dus bewust van het luchtverbruik.
2. 14 van de 32 mensen kwamen terug met minder dan 50 bar in de fles. Zij hadden dus hun reservelucht gebruikt.
3. 5 van de 14 raakten zonder lucht in de tunnel of hun flesdruk was bij aankomst dermate laag dat er in praktijk overgekoppeld zou zijn op een ademluchttoestel van een collega om te vermijden dat ze zonder lucht zouden vallen.

Op basis van de persoon die het meest lucht verbruikte, werd berekend dat een tunnelinzet maximaal 275 m lang zou mogen zijn om de test uit te voeren zonder de reservelucht te gebruiken.

In elk experiment moeten keuzes gemaakt worden die afwijken van de werkelijke situatie. We kunnen die tunnel nu eenmaal niet echt in brand steken om die experimenten te doen. In deze paragraaf wordt uitgelegd wat de mogelijke verschillen zijn tussen het experiment en de werkelijkheid. Dit is belangrijk om de resultaten juist te kunnen interpreteren. De tunnel die gebruikt werd voor het experiment was een tunnel met een vlakke ondergrond. De resultaten van dit experiment zijn dan ook enkel geldig voor wegtunnels of voor tunnels waar een voetpad voorzien is. In een spoortunnel of een metrotunnel ligt dikwijls ballast met daarop de dwarsliggers en vervolgens de sporen. In zo’n tunnel zal men waarschijnlijk minder snel vorderen en bijgevolg met dezelfde hoeveelheid lucht minder afstand kunnen afleggen.

Er zijn een aantal factoren die ertoe bijdragen dat het experiment “strenger” was dan de realiteit. Deze leiden ertoe dat de brandweermensen minder goede prestaties neerzetten dan ze in de realiteit zouden doen. Een blinddoek leidt tot compleet nulzicht. Je ziet geen hand voor de ogen en je kan dus ook de manometer van je ademluchttoestel niet aflezen. In realiteit zie je meestal wel iets. Als de wand zichtbaar is en je beslist om die te volgen dan zal een zichtbaarheid van 40 cm ervoor zorgen dat je plots veel sneller kan vorderen. Een gelijkaardige redenering kan opgezet worden voor het niet gebruiken van de warmtebeeldcamera. Dat is natuurlijk onmogelijk met een blinddoek. In praktijk zal er zelfs in zeer dikke rook iets te zien zijn op het scherm van de camera. Dat beeld zal helpen om beter te oriënteren en sneller te vorderen.

Er zijn natuurlijk ook factoren die tijdens het experiment minder erg waren dan ze in realiteit zouden zijn en die ertoe kunnen leiden dat de mensen minder goed presteren tijdens een echte brand dan tijdens deze test. De eerste factor die behoorlijk anders was in de test dan in de realiteit is het stressgehalte. Nu wisten de deelnemers dat ze rondliepen in een tunnel met mensen naast hen die geen ademlucht droegen en die ervoor zorgden dat ze zich niet gingen kwetsen door te struikelen of ergens tegen aan te lopen. Indien ze zonder lucht zouden vallen, dan konden ze gewoon hun masker afzetten. Het feit dat dit bij een echte tunnelbrand radicaal anders zal zijn, zal waarschijnlijk leiden tot een hoger stressgehalte en een hoger luchtverbruik. Hoe meer de omstandigheden het nulzicht benaderen, hoe meer een hoger stressniveau te verwachten is. Het experiment startte in de tunnel zelf. Dit betekent dat er pas vanaf dan luchtverbruik was. In praktijk bestaat natuurlijk de kans dat brandweermensen rechtstreeks de tunnel in kunnen. Ze kunnen dan via een gecompartimenteerde trap tot bij de tunnel komen en hoeven dan pas hun ademlucht op te zetten. De nieuwe Brusselse metrolijn is zo ontworpen en ook in heel wat wegtunnels is dat het geval. Echter, in heel wat oudere metrostations in Brussel zullen de brandweermensen langs de (rol)trappen in het station naar beneden moeten en zal de rook hun tegemoetkomen. Zij zullen dan al vroeger hun masker moeten opzetten. Hierdoor zal hun fles niet meer volledig vol zijn als ze aankomen in de tunnel. Tijdens dit experiment werd er slechts een zeer beperkte hoeveelheid werk verricht aan het einde van de tunnel. De traagste ploeg is daar maar iets langer dan 4 minuten mee bezig geweest. Bijgevolg is er ook zeer weinig lucht verbruikt om deze taak uit te voeren. Bij een tunnelinzet wordt ervan uitgegaan dat er snel een verkenning uitgevoerd wordt in de tunnel. Een dergelijke lange verkenning toont zeer veel gelijkenissen met wat de brandweermensen in het kader van dit experiment hebben gedaan. De verzamelde data en de conclusies zijn dan ook goed van toepassing op een verkenning in een tunnel die volledig met rook gevuld is. Stel dat de ploegen geconfronteerd worden met een tunnelbrand op het einde van hun vordering, dan is het zeer weinig waarschijnlijk dat ze die in 4 minuten onder controle brengen. Tijdens de brandbestrijding bij de brand onder het centraal station moesten de twee duo’s na respectievelijk drie en zes minuten terugtrekken. De brand kon dan eigenlijk niet onbewaakt achter gelaten worden. Ook dit is dus een parameter die in realiteit fundamenteel anders kan zijn dan in het experiment.

Zaken meten tijdens een experiment en data verzamelen is eerder eenvoudig. Daaruit relevante informatie concluderen is een stuk moeilijker. Ook is het belangrijk om te beseffen dat er nu slechts één experiment uitgevoerd is met slechts 35 deelnemers. Dit is op zich niet zaligmakend. Op basis van het uitgevoerde experiment bedraagt de maximale inzetlengte in een tunnel 275 meter. Dat cijfer is gebaseerd op een inzet in drie delen: de tunnel ingaan, een zeer beperkte hoeveelheid werk en de tunnel terug uitgaan. Dit concept past best bij op een verkenningsploeg: zij wandelen immers de tunnel in en rukken op tot aan de brand om daarna terug te keren. Zodra een ploeg ingezet wordt voor brandbestrijding zal de hoeveelheid werk aan het einde van de vordering veel meer werk moeten doen. Een ploeg die ingezet wordt voor search & rescue zal tijdens de volledige vordering bezig zijn met zoeken en dus trager vorderen en meer lucht verbruiken. Het exacte luchtverbruik hangt af van de situatie. Met andere woorden, het is niet mogelijk om de resultaten van het experiment toe te passen zonder de context mee in overweging te nemen. Doordat er meer lucht verbruikt wordt bij brandbestrijding en search & rescue zal de afstand die afgelegd kan worden afnemen. Eigenlijk weten we niet goed hoeveel de maximale inzetdiepte mag zijn. Een belangrijke observatie tijdens het experiment was dat elke ploeg aangaf het signaal gehoord te hebben dat de helft van de bruikbare lucht verbruikt was. Dit is zeer belangrijk. Het laat immers toe dat ploegen starten aan een inzet in een tunnel met een enkele fles. Aangezien het luchtverbruik tijdens de heenweg hoger ligt dan op de terugweg zal een ploeg die rechtsomkeer maakt op het moment dat de helft van de lucht verbruikt is, altijd terug veilig buiten geraken.

Hoe kunnen we het bovenstaande nu omzetten in praktische regels?

Eerst moet de verwachte inzetdiepte bepaald worden. De praktische consequenties hangen hier immers van af. Let op: dit is niet de lengte van de tunnel. Dit is de afstand die brandweermensen te voet moeten afleggen. Een interventieplan van de tunnel zou de afstanden moeten vermelden.

Voorbeeld 1: in een wegtunnel: de afstand tussen twee toegangsdeuren delen door twee. In veel wegtunnels is de afstand tussen twee deuren 250 m. De maximale inzetdiepte is dan 125m.

Voorbeeld 2: Een doodlopende tunnel: de volledige afstand van het toegangspunt tot het einde van de tunnel.

Ga uit van de aanname dat de eerste ploeg misschien enkel de verkenning kan doen. Er dient met andere woorden een nieuwe ploeg klaar te staan om hun werk af te maken. Deze ploeg kan al naar binnen gestuurd worden zodra de eerste ploeg aangeeft dat ze terugtrekken. Op die manier wordt de tijd beperkt dat er geen brandweermensen bij het incident in de tunnel zijn.

In geval van brandbestrijding zal dit nog beter gecoördineerd moeten worden. Het is dan immers de bedoeling dat straalpijpen continu bemand blijven om te vermijden dat de brand groeit of opnieuw opflakkert. Men kan dan al een tweede ploeg naar binnen sturen bijvoorbeeld 10 minuten nadat de eerste ploeg vertrokken is.

Ga uit van de aanname dat ademluchttoestellen met enkele flessen niet toereikend zullen zijn omdat er te veel lucht verbruikt wordt op de heen- en terugweg.

Ademluchtdragers met een enkele fles kunnen de tunnel ingestuurd worden om te beginnen aan een verkenning. Het is immers mogelijk dat de tunnel langer is dan 275 maar dat het incident zich op een kortere afstand van de ingang bevindt. Druk de ademluchtdragers op het hart dat ze moeten terugkeren als de helft van de lucht verbruikt wordt.

Laat ademluchttoestellen met dubbele flessen ter plaatse komen en stuur zo snel als mogelijk een ploeg uitgerust met dubbele flessen de tunnel in.

Soms is het mogelijk dan men exact weet waar de brand is. Dat kan bijvoorbeeld in een tunnel met camerabewaking. In zo’n geval is er dikwijls een soort dispatching waar men exact weet waar die camera’s hangen.

Indien men de plaats van het incident kent, dan kan men de inzetlengte exact bepalen. Dit biedt een bijkomend voordeel. Als de eerste ploeg ademluchtdragers aankomt bij het incident, kan de resterende flesdruk doorgegeven worden aan de mensen die buiten in de commandopost staan. Zij kunnen becijferen hoeveel het luchtverbruik per meter bedraagt en dit vergelijken met de 3.54 L/m die de persoon verbruikte waarop het cijfer van 275 m gebaseerd is.

Dergelijke korte berekening laat toe om te evalueren wat de veiligheidsmarge is voor de brandweermensen tijdens de interventie, rekening houdend met hun werkelijk luchtverbruik in plaats van met de gegevens uit dit experiment. Bij een groot incident kunnen zelf ruwe berekeningen gemaakt worden om te bepalen hoeveel ploegen er nodig zullen zijn om continu een ploeg bij het incident te hebben.

In november verscheen een wetenschappelijk artikel in Fire Safety Journal over deze experimenten. Lezers die meer details willen weten over het experiment kunnen daar alles nalezen.

Het was de bedoeling van dit project om iets te leren over het inzetten van brandweermensen in een tunnel. Er is nu een klein stukje nieuwe informatie beschikbaar.

Dit experiment kon enkel tot stand komen dankzij de steun en inzet van een heleboel mensen en organisaties: Brandweer Brussel leverde een grote bijdrage. De mensen van de 10de compagnie hebben deelgenomen aan de experimenten. Daarnaast leidde de dispatching het aan- en afrijden van de autopompen in goede banen zonder dat dit een impact had op de hulpverlening in Brussel. Het ademluchtlabo leverde de nodige ademlucht voor deze experimenten. Dit alles was mogelijk dankzij de steun van kolonels Tanguy du Bus de Warnaffe (zonecommandant), Tom Van Gyseghem (departementshoofd Operaties) en majoor Frank Vandenberghe (departementshoofd Preparatie).

Het KCCE/Nationaal brandweerorgaan leverde ook haar bijdrage door personeel ter beschikking te stellen om het experiment vorm te geven en de data te verwerken. Dank hiervoor aan Nathalie De Backer en majoor Wannes Verhegge.

De MIVB, de Brusselse vervoersmaatschappij, stelde de tunnel ter beschikking en zorgde ervoor dat er tijdens die dag geen werken plaatsvonden op dit deel van de werf.

Professor Bart Merci van Universiteit Gent leverde waardevolle inzichten bij het verwerken van de data.

Als laatste wil ik ook David Thieren, Lander Deleersnyder, Nik Vereecke, Hans Delvaux, Hendrik Tack en Wesley Van Camp bedanken. Zij kwamen helpen bij het registreren van de data en het begeleiden van de deelnemers.

Het is enkel door de medewerking van deze mensen en organisaties dat er nu een klein stukje kennis extra beschikbaar is. Van harte dank daarvoor!

[1] Lambert K & Devos W (2017) Brand Noord-zuid verbinding & station Brussel-Centraal, Brandweer Brussel en KCCE.
[2] Lambert K & Merci B (2024) Analysis of air consumption and moving speed by firefighters during full-scale search & rescue experiments in a tunnel, Fire Safety journal, Vol 150, 104290