Comunicación presentada al II Congreso Ciudades Inteligentes:
Autores
- Manuel Herrero Mas, Jefe de Servicio de Modernización Tecnológica e Informática, Ayto. de Torrent.
- Xavier Salas Trejo, Jefe de Sección de Medio Ambiente, Ayto. de Torrent.
- Jorge Martínez Corral, Socio-Director, Nuevas Tecnologías Forestales, S.L.
- Guillermo Biot Marí, Director Técnico, Nuevas Tecnologías Forestales, S.L.
- Marina C. Martínez Corral, Ingeniera de Montes, Nuevas Tecnologías Forestales, S.L.
Resumen
El Vedat es una urbanización de 9.000 habitantes ubicada en una masa boscosa mediterránea, generando una interfaz urbano-forestal de elevado riesgo y vulnerabilidad frente a los incendios forestales. El Ayuntamiento de Torrent ha sido pionero en la implantación del sistema Senticnel, una herramienta tecnológica de defensa frente a incendios forestales que: zonifica los niveles de riesgo en tiempo real permitiendo activar medidas preventivas localizadas; detecta y posiciona cualquier foco de incendio incipiente; y permite conocer la evolución futura del incendio de cara a optimizar su extinción. Estas funcionalidades y la baja inversión necesaria para su implantación, convierten al proyecto en una estrategia muy eficiente y novedosa de lucha contra incendios forestales.
Introducción
La transformación del territorio experimentada en nuestro país en los últimos decenios, teniendo como principal motor el crecimiento del parque inmobiliario ha intensificado los procesos de dispersión urbana, en tanto que una parte muy importante de las nuevas viviendas se ha realizado fuera de las ciudades con tipologías de baja densidad, de forma especialmente intensa en los ámbitos metropolitanos de grandes ciudades, aglomeraciones urbanas (pequeñas y medianas) y zonas litorales, llegando incluso a afectar a ámbitos rurales y de montaña. La relación entre el medio social/urbano y el natural/forestal provoca una serie de interacciones e intercambios entre los dos subsistemas, con unas particularidades y unos problemas ambientales muy importantes (fragmentación de hábitats, introducción de especies invasoras, alteración hidrológica, etc.) aunque el principal problema es el fuego urbano-forestal (Galiana, 2012).
Esta evolución territorial contemplada desde la visión de los incendios forestales proporciona la aparición del fenómeno del fuego urbano-forestal, cuyas peores consecuencias pueden verse repetidamente en episodios catastróficos ocurridos en nuestro país (Cataluña, 2003; Galicia, 2006; Canarias, 2007). En estos sucesos, la numerosa población y viviendas afectadas provoca una situación de enorme complejidad para la extinción ya que la prioridad de los servicios de extinción es salvaguardar las vidas humanas y los bienes frente a la vegetación forestal, generando una situación de muy compleja resolución ya que los medios de extinción destinados a la protección de la superficie forestal deben destinarse a proteger personas y viviendas permitiendo que el fuego se extienda y se propague libremente por la superficie forestal (pudiendo alcanzar otras zonas urbanizadas) y por otro lado, los medios de extinción de fuegos urbanos no están pensados y diseñados para atajar fuegos que afectan simultáneamente a una gran superficie de viviendas (Castellnou et al., 2005).
El Real Decreto 893/2013, de 15 de noviembre, por el que se aprueba la Directriz básica de planificación de protección civil de emergencias por incendios forestales define la interfaz urbano-forestal (artículo 1.4) como la “zona en la que las edificaciones entran en contacto con el monte”, este mismo Real Decreto establece el desarrollo de una serie de planes de actuación coordinados, desde el nivel Estatal hasta el nivel local y específicamente los planes de autoprotección, integrados en el ámbito local y referidos a las previsiones y medidas de lucha contra los incendios forestales en un área concreta de interfaz urbano-forestal. Entre las funciones básicas de estos planes se encuentran:
- Complementar las labores de prevención, vigilancia y detección previstas en los planes de ámbito superior.
- Facilitar las tareas de extinción por los servicios públicos y, en su caso, organizar los medios humanos y materiales para una primera intervención hasta la llegada e intervención de aquellos.
En este trabajo se presenta la implantación del sistema Senticnel® en una importante zona de interfaz urbano-forestal como es El Vedat de Torrent. Precisamente la solución planteada constituye una herramienta tecnológica capaz de cubrir las dos funciones básicas anteriores de manera eficaz y eficiente económicamente. El sistema desarrollado proporciona los índices de peligro de incendio particularizados para el territorio concreto; detecta cualquier foco de incendio que se produzca, enviando las alarmas correspondientes a las autoridades competentes y permitiendo su confirmación a través de la visualización de la zona en tiempo real mediante el empleo de cámaras de videovigilancia; y finalmente el sistema proporciona una predicción de la evolución del fuego para los próximos minutos y horas, de manera que se pueda optimizar la extinción y reducir los daños (Martínez et al., 2015).
El proyecto
El Vedat de Torrent es un monte de titularidad municipal que ha sido desde el siglo XIX un lugar de segundas residencias para familias del área metropolitana de la ciudad de Valencia, que lo ha convertido en un bosque muy frecuentado y utilizado para uso lúdico y social. La superficie de titularidad municipal supera las 55 hectáreas, si bien existen numerosas construcciones e infraestructuras que penetran dentro de la masa forestal. La vegetación presente en la zona es una masa arbolada adulta de Pinus halepensis (pino carrasco) y Pinus pinea (pino piñonero) acompañada de un denso sotobosque arbustivo de matorral mediterráneo.
El sistema de defensa frente a incendios forestales instalado consta de 28 nodos de detección estratégicamente distribuidos sobre el territorio, 2 dispositivos receptores/concentradores que reciben la señal emitida por los nodos de detección y transmiten los datos a un servidor remoto conectado a internet, 2 cámaras de espectro visible con conexión a internet que cubren prácticamente el 95% de la superficie, pudiendo ser operadas desde un puesto de control remoto (PC o dispositivo móvil) y 2 estaciones meteorológicas para el cálculo de los niveles de riesgo de incendio en tiempo real. Todos estos elementos se interrelacionan en una capa lógica (software) que facilita la información necesaria a las autoridades y técnicos competentes. El coste de inversión de todo el sistema es inferior a 50.000 euros y es modulable/escalable en función de las necesidades y la disponibilidad presupuestaria.
Material y métodos
El desarrollo del proyecto contempla dos aspectos básicos, cuya metodología se describe brevemente a continuación.
Diseño optimizado de la red de elementos necesarios
El comportamiento del fuego ante un determinado escenario viene determinado por dos grupos de variables principales: unas variables estáticas que permanecen constantes en el tiempo (a la escala de trabajo considerada) y que básicamente son los rasgos geomorfológicos del terreno y el tipo de combustible vegetal; y una serie de variables dinámicas que condicionan el comportamiento del incendio en un momento determinado y que están relacionadas fundamentalmente con las variables meteorológicas (viento, humedad, temperatura, precipitación, etc.). El empleo de un modelo digital del terreno con precisión 1×1 m proporcionado por el ICV y el uso de herramientas SIG (gvSIG) permitieron realizar un exhaustivo análisis de la pendientes y orientación de las diferentes laderas.
El segundo aspecto básico que permanece invariable en la escala de tiempo considerada es el tipo de combustible vegetal, en referencia a su estructura, composición y comportamiento frente al fuego. La oportunidad de emplear programas informáticos que permiten predecir la evolución de un incendio, requiere la introducción de una capa espacial de vegetación simplificada en una serie de parámetros numéricos que un modelo matemático sea capaz de tratar. Para la zona de El Vedat se ha empleado la clasificación UCO-40, ampliada y detallada en 2005 por el Servicio Forestal de los Estados Unidos (Scott & Burgan, 2005). La selección de los diferentes modelos de combustible presentes en la zona se ha realizado mediante el análisis de fotografías aéreas complementado con un estudio e inventario detallado a pie de campo.
Estos análisis territoriales han permitido la obtención de una serie de ficheros de entrada de datos estáticos para el software de simulación y análisis del comportamiento del fuego del Servicio Forestal de los Estados Unidos, Flammap (Finney, M.A., 2006), que es el que se ha empleado en este trabajo. Es importante destacar que el programa además de los datos de entrada espaciales indicados, requiere la introducción de variables meteorológicas para poder determinar las características del fuego (velocidad y dirección del viento, humedad del aire y del combustible vegetal, etc.). En esta fase del trabajo se ha buscado analizar los escenarios meteorológicos típicos o de mayor probabilidad que pueden darse en esta zona, partiendo del análisis de series históricas proporcionadas por la red de estaciones meteorológicas del IVIA (Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias) próximas a la zona de trabajo. Las conclusiones de este análisis han permitido plantear dos escenarios de viento: uno para la época invernal con velocidades medias máximas de 13 km/h y componente oeste y un escenario representativo de la época estival con velocidades medias máximas de 9 km/h y componente noreste. Mediante el uso de este simulador se ha desarrollado un análisis de la distribución espacial de la peligrosidad del terreno frente a los incendios forestales, tomando como referencia la velocidad de propagación del incendio potencial (metros por minuto de avance del fuego) y la intensidad del fuego medida como altura media de llama (metros). La combinación de estos resultados mediante el empleo de herramientas SIG, permiten diseñar y plantear una distribución óptima de elementos sobre el terreno, como se observa en la figura 1.
Definición del método de cálculo del índice de peligro de incendio
El cálculo de un índice de peligro de incendio se basa en la conjugación de una serie de factores que condicionan el inicio y la propagación del fuego, existiendo una enorme cantidad de métodos y sistemas de cálculo (Vélez et al., 2010). Un aspecto común a casi todos los métodos es que incluyen unos factores estructurales (referidos a las características y variables estáticas ya indicadas, como orientación, pendiente, etc.); una serie de factores probabilísticos que hacen referencia a la probabilidad de que se inicie un fuego en un lugar y momento determinados; y finalmente unos factores meteorológicos, que varían instantáneamente, y que constituyen los índices meteorológicos de peligro. Además, para obtener un índice de peligro global, estos tres grupos de factores se combinan sobre una medida de la vulnerabilidad del territorio, basado en la presencia de viviendas o infraestructuras, zonas de valor paisajístico o natural, etc. (Yebra et al., 2007).
En el presente trabajo se ha desarrollado un estudio estadístico de los incidentes (conatos e incendios) producidos en los municipios pertenecientes a las comarcas de Valencia y su área metropolitana (Valencia, Horta Oest, Horta Nord y Horta Sud), con unas características similares en referencia a su configuración urbana y factores de riesgo de incendio. Los datos estadísticos se han obtenido de la Conselleria de Agricultura, Medio Ambiente, Cambio Climático y Desarrollo Rural del Gobierno Valenciano, e incluyen datos del municipio afectado, la fecha y hora del incidente y la superficie quemada y reflejan años entre 2004 y 2010. Por otro lado, el IVIA permite la consulta de los datos diarios de su red de estaciones meteorológicas, pudiendo establecer una relación entre los valores de las variables meteorológicas de las estaciones más cercanas a la zona de El Vedat (Picassent, Valencia) y la ocurrencia de incendios. También se ha incluido el cálculo de un índice de estacionalidad que refleje las diferencias de probabilidad de que se produzca un incendio en los diferentes meses o días de la semana (verano, fines de semana, etc.).
Para el cálculo de la vulnerabilidad, el territorio de El Vedat se ha dividido en seis zonas homogéneas en función de tres criterios: la peligrosidad del terreno en referencia a la propagación e intensidad del fuego (figura 1); el valor ecológico de la masa forestal (edad, estado, biodiversidad) y la densidad de la interfaz urbano-forestal. Cada criterio se ha valorado en una escala de 1 a 10 y la vulnerabilidad global para cada zona se ha obtenido mediante la suma ponderada de los tres criterios, asignando un peso del 60%, 30% y 10%, respectivamente.
Resultados
El análisis de los sucesos de incendios forestales ocurridos en los últimos años en la zona pone de manifiesto que tanto la temperatura como la humedad relativa del aire y la velocidad del viento son variables significativas. Se observa (Tabla I) que en promedio los incendios ocurren los días en los que la temperatura media del día (Tmedia,d) es superior en 0,345 ºC a la temperatura media de las medias diarias del mes (Tmedia,m), la humedad relativa es un 4,36% inferior al día medio del mes y la velocidad del viento es 0,13 km/h superior. La dirección del viento no resultó ser un factor significativo.
Se ha introducido también en el análisis la precipitación (P) por su importancia en el grado de humedad del combustible vegetal, cuantificada como los días transcurridos desde la última precipitación superior a 0,5 mm. Los valores reflejados en la Tabla I han permitido diseñar un índice de riesgo meteorológico basado en determinar si el día analizado es más ventoso, más seco y/o más cálido que el día medio del mes, habiendo desarrollado una gradación de 1 a 10, correspondiente este último valor a la peor situación posible. Por otra parte, la precipitación se ha incluido como un factor multiplicativo variable de 1 a 2 en función del porcentaje de incendios producidos respecto al número de días transcurridos sin lluvia (con 15 días sin precipitación se producen el 80% de los incendios).
Por otra parte, se ha realizado un análisis de la estacionalidad de los sucesos resultando que el día de la semana no es un factor de variabilidad significativo y sin embargo, tanto el mes como la franja horaria dentro del día resultan ser factores muy significativos, tal y como puede observarse en las tablas siguientes. A partir de estos porcentajes se ha incluido en el cálculo un factor de riesgo referido a la estacionalidad, que varía proporcionalmente entre 1 y 2,5.
En referencia a la vulnerabilidad del territorio (v) y de acuerdo con los criterios descritos anteriormente, para cada zona se ha obtenido el valor que se presenta en la tabla IV. El índice de peligro global se obtiene transformando ambas variables (riesgo y vulnerabilidad) a una escala de 1 a 100 y obteniendo la suma ponderada, asignando un peso del 70% al riesgo y un 30% a la vulnerabilidad. La Tabla IV muestra los resultados del cálculo del índice de peligro a lo largo del año 2015.
Discusión y conclusiones
Uno de los objetivos clave perseguidos con la implantación del sistema Senticnel es contar con una herramienta que permita determinar los índices de peligro de incendio particularizados para el territorio en tiempo real de forma que pueda definirse un protocolo de actuación que ayude a optimizar y organizar los medios de prevención disponibles por parte del Ayuntamiento, tal y como se muestra en la Tabla V.
Es importante indicar que los diferentes umbrales o límites son valores definidos por el Ayuntamiento y que pueden modificarse en función de la disponibilidad de medios e irse adaptando a las condiciones reales a medida que se disponga de series de datos más largas. Por otro lado, los índices de peligro presentados en este trabajo hacen referencia a periodos diarios de los que se tienen los datos meteorológicos completos. En condiciones reales de funcionamiento del sistema, se calcula el riesgo sin tener todavía la serie de datos diaria por lo que se hace necesario introducir un factor predictivo del comportamiento del día que introduce una cierta incertidumbre, si bien este valor se va ajustando a lo largo del día a medida que se van tomando nuevos datos meteorológicos.
Finalmente, el sistema permite desarrollar simulaciones del comportamiento de un fuego en un momento determinado lo que puede ser de utilidad para el estudio y diseño de medidas y protocolos de evacuación. En la figura 2 se muestra la evolución de un fuego hipotético en las condiciones del día 24 de agosto de 2015, así como los índices de peligro obtenidos para ese mismo día.
Referencias
- Castellnou, M., Rodríguez, L. & Miralles, M., 2005, Urbanizaciones y el fuego forestal: Aportaciones desde la experiencia en Cataluña durante la campaña forestal del 2003, II Conferencia Internacional sobre Estrategias de Prevención de Incendios, Barcelona, 9-11 Mayo 2005.
- Finney, M.A., 2006, An Overview of FlamMap Fire Modeling Capabilities. Fuel Management – how to measure success: conference proceedings. 2006, March 28-30, Portland, Oregon. Proceedings RMRS-P-41. Fort Collins, CO: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station, pp. 213-220.
- Galiana, L., 2012, Las interfaces urbano-forestales: un nuevo territorio de riesgo en España. Boletín de la Asociación de Geógrafos Españoles, nº 58, pp. 205-226.
- Martínez, J., Biot, G. & Martínez, M., 2015, Sistema y método de detección y predicción de la evolución de incendios forestales. Patente de invención: P201500851.
- Scott, J.H. & Burgan, R.E., 2005, Standard Fire Behavior Fuel Models: A Comprehensive Set for Use with Rothermel’s Surface Fire Spread Model. Gen. Tec. Rep. RMRS-GTR-153. Fort Collins, CO: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station, 72 p.
- Vélez, R. (coordinador), 2010. La Defensa contra Incendios Forestales: Fundamentos y Experiencias, 2ª Ed. McGraw-Hill Interamericana (Madrid), pp. 151-161.
- Yebra, M., Aguado, I., García, I., Nieto, H., Chuvieco, E. & Salas, J., 2007, Fuel moisture estimation for fire ignition mapping. Proceedings 4th International Wildland Fire Conference – WildFire’07, Sevilla, 14-18 Mayo 2007. Dpto. de Geografía, Universidad de Alcalá, 12 p.
- (i) SIDEINFO: Sistema de Defensa contra Incendios Forestales, consistente en una serie de torres de riego por aspersión instaladas en algunas zonas de El Vedat para refresco de la vegetación. La integración de ambos sistemas es una de las prioridades del Ayuntamiento de Torrent dentro de su estrategia global de defensa frente a incendios forestales.