Nova pesquisa com drones avança no monitoramento de incêndios florestais

Normalmente, o principal indicador de um incêndio florestal crescente na Califórnia é uma nuvem de fumaça cinzenta e nebulosa flutuando no ar, vista por satélites ou câmeras. O Departamento de Silvicultura e Proteção contra Incêndios da Califórnia, ou CalFire, é alertado e os esforços de mitigação e contenção são iniciados.

Mas Zhaodan Kong, professor do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da Universidade da Califórnia, Davis, acha que viver segundo a ideia “onde há fumaça, há fogo”, leva os bombeiros ao problema tarde demais, depois que ele já se espalhou. e é difícil de conter.

“No momento, a forma como funciona é você ver um incêndio e então responder”, disse Kong. “É muito passivo, muito reativo.”

Em vez disso, Kong, cuja investigação em inteligência artificial e autonomia inclui veículos aéreos não tripulados, ou UAV, acredita que um sistema integrado de tecnologias para detectar incêndios antes de chegarem a um ponto de fumo poderia mudar o jogo, prevenindo potencialmente os danos generalizados dos incêndios florestais.

A detecção começaria no terreno com sensores conectados à Internet colocados em locais estratégicos onde ocorreram ou são prováveis ​​ocorrências de incêndios florestais (determinados pelo CalFire). Esses sensores do tamanho da palma da mão, desenvolvidos por Anthony Wexler, distinto professor do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial e diretor do Centro de Pesquisa de Qualidade do Ar da UC Davis, medem temperatura, umidade e velocidade do vento para determinar quais áreas podem estar em maior risco de um evento de incêndio florestal.

“As coisas que causam uma situação de alto risco de incêndio florestal são altas temperaturas, baixa umidade e alta velocidade do vento”, disse Wexler, que trabalha nesses sensores há quase uma década. “A temperatura e a umidade são relativamente uniformes em grandes áreas geográficas, mas a velocidade do vento muda drasticamente de um lugar para outro na Califórnia por causa da topografia.”

Uma vez detectada a tripla ameaça – solo superseco, alta temperatura e vento forte, os UAVs seriam então enviados com cargas úteis de câmeras e sensores químicos para varrer a área em busca de mais indicações de incêndio, incluindo taxas elevadas de partículas e carbono. dióxido no ar e, em seguida, reportar quaisquer descobertas ao CalFire.

“A detecção química é mais sensível do que a detecção visual”, disse Wexler. “Se você anda pela sua vizinhança e alguém queima lenha na lareira, você não vê nada, mas sente o cheiro.”

Para estas missões de reconhecimento, o laboratório de Kong está construindo helicópteros equipados com sistemas de navegação, sensores e câmeras. Embora um dos benefícios do uso de helicópteros seja que eles podem pousar e decolar de qualquer lugar, um dos principais desafios é a duração máxima do voo de cerca de 30 minutos. Para combater esse problema, o laboratório de Kong está desenvolvendo uma aeronave híbrida que pode pousar e decolar verticalmente como um helicóptero, mas também possui qualidades de uma aeronave de asa fixa que pode navegar em grandes altitudes por horas.

Embora muitos corpos de bombeiros utilizem drones para lançar água e retardadores de fogo sobre incêndios em chamas, eles podem hesitar em aceitar o uso de UAVs como ferramenta de detecção de incêndio. Câmaras, satélites e aeronaves tripuladas já são cruciais para rastrear a propagação dos incêndios florestais e determinar a direção e a velocidade com que se podem mover. Por que adicionar UAVs?

O atual sistema de detecção, disseram Kong e Wexler, tem lacunas a preencher. As 1.000 câmeras instaladas em torres em todo o estado e operadas pela AlertCalifornia só conseguem ver um incêndio quando ele está dentro do seu campo de visão. Além disso, os algoritmos de detecção de incêndio da NASA procuram incêndios em satélites a mais de 800 quilômetros acima da Terra, tornando difícil determinar a localização e o tamanho exatos de um incêndio.

No momento em que um incêndio é detectado por estes sensores visuais e a informação é transmitida às autoridades competentes, é provável que se tenha espalhado a um ponto onde pode ser difícil de conter. Uma aeronave tripulada ainda deve sobrevoar o fogo e avaliar a situação antes de tomar medidas.