Är det möjligt att beskriva värmeläckage och värmeutveckling i flisstackar med IR-bilder från drönare?

Ett problem vid lagring av flisade skogsbränslen är energiförluster orsakade av biologiska och kemiska nedbrytningsprocesser. Dessa processer leder till att värme bildas i stackarna, vilket i extrema situationer kan leda till att de självantänder. I en pilotstudie har möjligheten att använda IR-bilder tagna från drönare för att upptäcka och studera värmeläckage från flisstackar undersökts. Studien har genomförts av Skogforsk, SLU och LTU vid värmeverket i Älvsbyn.

Den 16 november 2021 genomfördes provflygningar över ett antal flis- och barkstackar med en drönare utrustad med en kamera som tar både färgbilder och infraröda bilder. Det fanns antydan till snö i luften och lufttemperaturen varierade mellan 1 och 2 °C, men dagarna innan från den 6:e till den 15:e hade det övervägande varit minusgrader. Då studien endast var av undersökande karaktär gjordes ingen kalibrering av IR kameran innan flygningarna, men stacktemperaturen strax under ytan mättes på några platser och jämfördes med färgerna i IR-bilden på samma plats.

Möjligheterna med IR-bilder

I figur 1 visas IR och färgbild av en flisstack där man nyligt tagit ett par skopor av det lagrade materialet. I raskanten, där materialet var nytaget (inringat), uppmättes en temperatur på strax över 60 °C, det vill säga i det vita området på IR-bilden. De blå områdena på IR-bilden visar kalla områden där temperaturen var åtminstone någon minusgrad. 

Figur 1. Exempel på en spånstack där lastmaskinen tagit material nyligen, det brun-grå området ifärgbilden till vänster.  I raskanten (det inringade området) där materialet var nytaget uppmättes en temperatur på över 60 ºC, dvs i det vita området på IR-bilden. De blå områdena på IR-bilden visar kalla områden där temperaturen är åtminstone någon minusgrad. 

IR-bilden i figur 2 visar att temperaturen var låga på de sluttande sidorna av den fotograferade barkstacken, men att det i kanten mellan den sluttande sidan och den relativt plana toppen fanns varmare områden där temperaturen lokalt var avsevärt högre. På den normala färgbilden syns det även att snön tinat bort i detta område. Uppe på det relativt platta toppområdet syns det att snön tinat bort längs vissa stråk, vilket sammanfaller med höga temperaturer enligt IR-bilden. De mellanliggande områdena med snö sammanfaller med färger i IR-bilden som indikerar låga temperaturer. Pilotstudien visar att IR-bilderna är bra på att detektera var värme avges från stackarna. Ytterligare arbete kommer att krävas för att korrelera detta med värmeutvecklingen inuti stackarna.

Studiens slutsatser och vägen framåt

Drönarbilderna i färg kan nyttjas för att ta fram en 3D-modell av det studerade området, vilket ger en möjlighet att beräkna volymerna för flis- och barkstackarna. I kombination med IR-bilderna ger detta en möjlighet att studera hur flis- och barkstackars form och storlek påverkar värmeavgången från och värmeutvecklingen i dessa stackar. Därmed finns möjligheter att öka förståelsen av hur stackarnas form påverkar substansförluster vid lagring och risken för brand. Fortsatt forskning och utförligare studier behöver genomföras för att kartlägga potentialen med drönarbilderna, och hur de kan användas för att minska energiförlusterna vid lagring av skogsbränslen.                                                                             

Figur 2. Exempel på en barkstack där man inte tagit material. De sluttande sidorna av stacken har låg temperatur, medan gränsområdet mellan den sluttande sidan och den relativt plana toppen är förhållandevis varmt.