Toename van vuurwerkgerelateerd geweld vraagt om nieuwe veiligheids- en responsstrategieën

Zijn deze incidenten te voorkomen, of ten minste voor een groot deel te beperken? Een deel van de oplossing kan worden gevonden in preventie, namelijk door vroegtijdige opsporing van illegaal vuurwerk. TNO-projectmanager Joe en TNO-wetenschappers Benjamin en Javier werken samen met partner Vention aan een systeem dat sporen van vuurwerk kan aantonen. Ze vertellen wat er vooraf ging aan dit project, hoe het nu gaat en wat het project in de toekomst kan betekenen voor meer veiligheid.

Maatschappijontwrichtende explosies

“De explosiegolf is overduidelijk een groot probleem. In Nederland, de EU én in het VK”, zegt Joe. “We kunnen zelfs zeggen dat dit probleem de maatschappij ontwricht. Want waar criminelen hun aanslagen richten op specifieke doelwitten, raken in veel gevallen mensen gewond en panden beschadigd in de omgeving van de aanslag. Dit creëert een diep gevoel van onveiligheid in buurten en wijken. Daarbij ronselen criminele organisaties vaak kwetsbare jongeren voor het plegen van de aanslagen. Door ze te lokken met ‘snel geld’, trekken ze meer en meer minderjarigen de criminaliteit in, met alle gevolgen van dien.”

‘Een woning is doelwit geweest van een aanslag. Er is enorme schade toegebracht aan het huis en het naastgelegen pand.’

De overstap van conventionele wapens naar vuurwerk

“Voorheen maakten criminelen gebruik van conventionele wapens, zoals vuurwapens en explosieven op basis van TNT. Deze wapens worden gereguleerd door de Wet wapens en munitie en zijn daarom moeilijker in bezit te krijgen. De ‘overstap’ naar vuurwerk is voor een groot deel te verklaren door het feit dat de grondstoffen goedkoop en gemakkelijk te verkrijgen zijn. Wat in Nederland geldt als illegaal vuurwerk, mag in andere Europese landen legaal worden geproduceerd, vervoerd en opgeslagen. Het vindt daarom eenvoudig z’n weg naar ons land.”

‘De politie trof in een schuur in een woonwijk een vuurwerkbom aan die zwaar genoeg was om een huis compleet te kunnen vernietigen. “Het is de zwaarste die wij in deze regio ooit hebben gevonden”.’

De behoefte aan nieuwe detectietechnologieën

“De explosiegolf van vuurwerkaanvallen is relatief recent ontstaan. Bestaande detectiesystemen voor explosieven zijn vaak gericht op het opsporen van explosieven waarbij TNT en vergelijkbare militaire explosieven worden gebruikt”, legt Joe uit.

“Ze zoeken naar nitrogroepen, die aanwezig zijn in TNT, RDX en HMX. Die moleculen komen niet voor in pyrotechnische explosieven, zoals vuurwerk. Pyrotechnische explosieven zijn gebaseerd op oxidatiemiddelen en brandstoffen. Om ze op te sporen is een nieuwe detectietechniek nodig, waaraan we nu hard werken.”

Oproep tot innovatie stimuleert creativiteit

Financiering voor de ontwikkeling van de nieuwe fluorescerende chemie en het prototype werd verkregen via de projectoproep VK Innovative Research Call (IRC) 2023 voor de detectie van explosieven en wapens. Deze samenwerking tussen verschillende overheidsinstanties en rechtshandhavingsorganisaties had als doel de detectiecapaciteit voor explosieven en wapens verder te ontwikkelen en te verbeteren voor uiteenlopende toepassingsscenario’s. Het belangrijkste doel was om terroristische en criminele activiteiten in een zo vroeg mogelijk stadium te kunnen detecteren.

Gevraagd naar de IRC-oproep en dreigingen die worden veroorzaakt door op vuurwerk gebaseerde explosieven, merkt TNO-wetenschapper Javier op:

"Deze financiering stelde ons in staat een prototype te onderzoeken, ontwerpen en ontwikkelen dat specifiek is bedoeld voor deze veiligheidsvraagstukken. Hierdoor konden we ons volledig richten op de ontwikkeling van een systeem waarin verschillende expertisegebieden worden gecombineerd. Dat heeft uiteindelijk geleid tot een technologie die succesvol bleek voor de detectie van pyrotechnische explosieven."

Voortbouwen op bestaand TNO-onderzoek

Een van de hoofdcomponenten van het ingediende plan bouwde voort op eerder onderzoek van TNO. Dat onderzoek was gericht op het detecteren van minuscule stofdeeltjes die bij inademing ernstige gezondheidsschade kunnen veroorzaken. Voor het verzamelen van dit soort stofdeeltjes is een cycloonsysteem ontwikkeld. Dit cycloonsysteem werd een van de hoofdcomponenten van het

plan voor de detectie van vuurwerk en andere pyrotechnische materialen. Met deze sterke ‘mini-stofzuiger’ worden pyrotechnische deeltjes verzameld die zich hebben gehecht aan handen, kleding, verpakkingsmateriaal, vervoersmiddelen, enzovoort.”

Hoe verborgen vuurwerk zichtbaar wordt

Benjamin, die de chemie achter de technologie heeft ontwikkeld, voegt toe: “De cycloon zuigt natuurlijk niet alleen vuurwerkdeeltjes op, maar ook andere stoffen. Het is een beetje vergelijkbaar met een volle stofzuigerzak. Hoe tonen we aan dat zich daartussen microscopisch kleine pyrotechnische deeltjes bevinden?

Hiervoor hebben we een fluorescente chemische stof ontwikkeld die zeer gevoelig en selectief is en snel werkt. De fluorescente stof geeft een lichtsignaal af wanneer deze in aanraking komt met deeltjes waarnaar we op zoek zijn. Hiermee zijn zelfs minimale hoeveelheden pyrotechnische deeltjes detecteerbaar, met een zeer gering aantal foutmeldingen.

In de laboratoriumsetting hebben we aangetoond dat de detectiemethode met de cycloon en de fluorescente stof werkt. Na dit ‘proof of principle’ kwam het project in een volgende fase terecht, namelijk om van het detectieproces een chemische cyclus te maken, zodat het mechanisme zichzelf kan regenereren na detectie. Zowel de verzameltechnologie als het detectiemechanisme zijn herbruikbaar, waardoor het systeem herhaalde responsen op meerdere gebeurtenissen mogelijk maakt.

Het realiseren van deze ‘reversibiliteit’ is een cruciale stap richting een effectieve, praktische toepassing. Denk bijvoorbeeld aan het ontwikkelen van een apparaat dat boven een lopende band hangt bij een pakketdienst en passerende objecten controleert. Maar voor we daaraan gaan denken, moeten we eerst de techniek verder ontwikkelen. Daaraan werken we nu samen met onze ‘collega-ontwikkelaars’ bij Vention.”

Samenwerking van domeinexperts

“Bij de praktische technologieontwikkeling van een detectiemethode voor pyrotechnische stoffen zijn verschillende specialisten nodig: chemici, ingenieurs, optica-experts en systeemintegrators”, aldus Vention-CEO Leendert. “Vention is gespecialiseerd in embedded elektronica, software en systeemintegratie. We helpen partners om complexe technologieën om te zetten in innovatieve producten die in de praktijk kunnen worden toegepast. In deze fase van het project bestaat onze bijdrage uit het leveren van domeinexpertise en het samenwerken met TNO aan de verdere ontwikkeling van de detectiemethode.

We werken nu met een prototype, met ongeveer de afmetingen van een magnetron. De technologie functioneert zoals bedoeld. Onze focus ligt op het begrijpen van de context waarin de technologie kan worden toegepast, zodat we deze kunnen omzetten in een concreet product. Een van de pijlers van Vention is dat we ons inzetten voor oplossingen die impact hebben in de echte wereld. Met dit project kunnen we een positieve bijdrage leveren aan de veiligheid in Europa én daarbuiten.”

Toekomstperspectief voor veiligheid

“De samenwerking met Vention laat zien hoe complex moderne innovatie is”, zegt Joe. Het project bevindt zich nu in de middenfase van technologische ontwikkeling; we zijn bezig de technologie te testen in realistische omstandigheden. Om te komen tot een commercieel product dat echt op de markt kan worden gebracht, is verdere ontwikkeling en integratie nodig. In een latere fase is ook samenwerking met commerciële partijen is essentieel.

De behoefte aan nieuwe detectiemethoden voor vuurwerk is groot. Voor politie, douane én beveiliging. En voor plekken als luchthavens en pakketdiensten betekent deze ontwikkeling dat zwaar, illegaal vuurwerk eerder te herkennen is waardoor meer incidenten kunnen worden voorkomen. De verwachting is dat de technologie snel wordt geadopteerd zodra deze beschikbaar is. Binnen een paar jaar voorzie ik dat deze detectiemethode inzetbaar is en dat we hiermee de detectiemogelijkheden aanzienlijk kunnen verbeteren en de samenleving een stukje veiliger kunnen maken.”

*bron: overheid.nl