Todos los años, decenas de miles de bomberos forestales arriesgan sus vidas para salvar madera, bosques y propiedades de la destrucción. Antes de luchar contra las llamas, identifican áreas a las que pueden retirarse, y designar las mejores rutas de escape para llegar desde la línea de fuego a estas zonas de seguridad. En la actualidad, los bomberos toman estas decisiones sobre el terreno, utilizando el conocimiento experto del comportamiento del fuego y evaluando su capacidad para atravesar un paisaje.

Ahora, Un estudio dirigido por la Universidad de Utah ha desarrollado una herramienta de mapeo que algún día podría ayudar a los bomberos a tomar decisiones de seguridad cruciales con una vista de águila.

El nuevo estudio es el primer intento de trazar un mapa de las rutas de escape para los bomberos forestales desde una perspectiva aérea. Los investigadores utilizaron la tecnología Light Detection and Ranging (LiDAR) para analizar la pendiente del terreno, rugosidad de la superficie del suelo y densidad de la vegetación de una región propensa a incendios en el centro de Utah, y evaluó cómo cada condición del paisaje impedía la capacidad de viajar de una persona.

"Los bomberos tienen un gran sentido para las interacciones entre el fuego y las condiciones del paisaje. Esperamos ofrecerles una herramienta adicional utilizando la información recopilada a gran escala, "dice el autor principal Michael Campbell, Candidato a doctorado en el Departamento de Geografía de la U.

Profesor y coautor del Departamento de Geografía, Philip Dennison, agrega, "Encontrar la forma más rápida de llegar a una zona de seguridad puede resultar mucho más difícil debido a factores como el terreno empinado, cepillo denso, y mala visibilidad debido al humo. Esta nueva tecnología es una de las formas en que podemos proporcionar un margen adicional de seguridad para los bomberos ".

Los hallazgos fueron publicados en línea el 26 de septiembre de 2017, en el Revista internacional de incendios forestales .

Mapeo de rutas de escape

Los bomberos identifican las rutas de escape evaluando el paisaje en el suelo. Las tres condiciones que determinan la eficiencia con la que un bombero puede moverse a través de un área son la pendiente del terreno, o pendiente, densidad de vegetación, especialmente de plantas en el sotobosque y rugosidad de la superficie del suelo, como un campo de rocas o un camino de tierra en buen estado.

El estudio utilizó una combinación de LiDAR, Sistemas de Información Geográfica, y voluntarios humanos para examinar cómo las condiciones del paisaje afectan la capacidad de una persona para viajar dentro del Área de Manejo de Tierras Silvestres de Levan en las estribaciones de las Montañas Wasatch de Utah.

Los voluntarios tomaron el tiempo para caminar a lo largo de 22 senderos que los investigadores diseñaron para capturar una variedad de pendientes, rugosidad de la superficie del suelo y densidades de la vegetación. Los investigadores compararon estos tiempos de viaje con estimaciones derivadas de LiDAR de las tres condiciones del paisaje a lo largo de los transectos. y extrajo sus efectos sobre las tarifas de viaje.

El análisis reveló que las tasas de desplazamiento más rápidas con respecto a la pendiente son ligeramente cuesta abajo, y subir o bajar una pendiente más pronunciada reduce la velocidad de desplazamiento en promedio. A medida que aumenta la densidad de la vegetación, la velocidad de desplazamiento disminuye y a medida que aumenta la rugosidad de la superficie del suelo, las tasas de viajes también disminuyen.

"Mucho es intuitivo; si caminas a través de una densa vegetación, vas a moverte más lentamente de lo que lo harías a través de un campo de hierba. Pero descubrimos que nadie había cuantificado hasta qué punto la densidad de la vegetación o la rugosidad de la superficie pueden ralentizarlo, "dice Campbell.

Después de evaluar la impedancia de viaje, Campbell ejecutó miles de simulaciones evaluando posibles rutas de escape dentro del área de estudio. Eligió puntos de partida aleatorios que representan la ubicación de la tripulación, y puntos finales aleatorios que representan una zona de seguridad. Al taponar el efecto de la pendiente, rugosidad de la superficie del suelo y densidad de la vegetación en las tasas de viaje en un algoritmo de búsqueda de rutas, identificó con éxito las rutas más eficientes.

Cuantificando paisajes desde el cielo

En la actualidad, los bomberos basan todas sus decisiones en información a nivel del suelo utilizando protocolos de seguridad contra incendios, como la Guía de bolsillo de respuesta a incidencias. Las directrices recomiendan evitar pendientes pronunciadas, vegetación densa, y superficies rugosas del suelo al designar una ruta de escape.

"Está integrado en el protocolo de seguridad, pero no hay números detrás de eso. ¿Qué es empinado? ¿Es empinada cuesta arriba? ¿Cuesta abajo? ¿Qué es la vegetación densa? ”Pregunta Campbell.“ Usando información LIDAR, pudimos convertirlo de estos juicios subjetivos en algo más robusto y cuantitativo ".

LiDAR es único porque tiene la capacidad de mapear la vegetación del sotobosque y la rugosidad de la superficie del suelo con niveles muy altos de precisión. La tecnología es lo suficientemente sensible como para detectar golpes individuales, rocas y cantos rodados en la superficie del suelo con una resolución de 10 cm por píxel.

El resultado de un esfuerzo de recopilación de datos LiDAR es una 'nube de puntos' 3-D que contiene millones de puntos que registran la longitud, latitud y elevación de las características estructurales que componen un paisaje determinado. Cuando se combina con las condiciones del paisaje derivadas de LiDAR, Los bomberos pueden aplicar los algoritmos de búsqueda de rutas existentes a los datos para identificar la ruta de menor resistencia.

Llevando la tecnología a un incendio forestal

Los datos LiDAR actualmente no son adecuados para el mapeo en tiempo real de las rutas de evacuación, porque pueden tardar mucho en procesarse y la cobertura es limitada en algunas regiones. Sin embargo, Los administradores de tierras en áreas con alto riesgo de incendios forestales podrían preparar los datos antes del incendio. Con la información LiDAR en la mano, Los bomberos podrían ejecutar el software de búsqueda de rutas para identificar rutas de escape en tiempo real.

"El objetivo es convertir esto en una herramienta que se pueda implementar en un sentido realista, "dice Campbell." Debido a que nuestro trabajo está patrocinado por el Servicio Forestal de EE. UU., esperamos poner nuestras herramientas en manos de la gente en el terreno, y convertirlo en algo que se utilice en un escenario de extinción de incendios ".

Bret W. Butler de la Estación de Investigación de las Montañas Rocosas del Servicio Forestal del USDA en Missoula, Montana también contribuyó a este trabajo.

El lanzamiento se basó en Campbell, M.J .; Dennison, EDUCACIÓN FÍSICA.; Mayordomo, B.W. (2017) Un análisis basado en LiDAR de los efectos de la pendiente, densidad de vegetación, y la rugosidad de la superficie del suelo en las tarifas de viaje para el mapeo de rutas de escape de bomberos forestales. Revista internacional de incendios forestales . DOI:10.1071 / WF17031.