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Prevenção e gerenciamento de incêndios a partir do espaço

A crescente duração das temporadas de incêndios e a gravidade das queimadas são problemáticas, e sua repercussão e consequente preocupação em nível global vem aumentando. Na busca por possíveis soluções e por atenuar o problema, a teledetecção se transformou em uma ferramenta promissora para a gestão ambiental e prevenção de focos de incêndio florestais. Descobrimos como essas técnicas podem ajudar na detecção, monitoramento e mitigação do fogo.

Os incêndios florestais são um fator determinante de transformação ambiental para uma ampla variedade de ecossistemas em todo o mundo. Isto se deve ao fato de terem impacto global e regional, como o equilíbrio dos gases de efeito estufa, a degradação do solo e a perda de biodiversidade. Nos últimos anos houve o aumento dos efeitos negativos do fogo pela soma das condições naturais, a intervenção humana e o impacto do aquecimento terrestre. Isto poderia favorecer a intensidade e a duração das temporadas. Por isso, atualmente os elementos de detecção e gerenciamento são imprescindíveis.

Nas últimas décadas o uso dos dados proporcionados pelos satélites de observação da terra para a prevenção e avaliação dos incêndios florestais cresceu consideravelmente. Os modelos de teledetecção entregam informações meteorológicas, climáticas e hidrológicas para definir as condições antes, durante e após a queimada, podendo os monitoramentos ser divididos em três fases diferentes de intervenção.

Determinação de condições de perigo

O papel da teledetecção na primeira etapa de verificação de condições de risco está especialmente centrado em gerar variáveis críticas para estimar a ignição e propagação do fogo.

Cientistas da NASA especificam que os incêndios florestais são o resultado de uma complexa relação entre as condições meteorológicas e climáticas e os processos dos ecossistemas. Nesse sentido, diferentes estudos indicaram que sua frequência, extensão espacial e duração mostram uma estreita ligação com a variabilidade climática em uma escala temporal de interanual a uma década.

No curso de capacitação da NASA “Observações de Satélites e Ferramentas para o Risco, Detecção e Análise de Incêndios”, assinala-se que a probabilidade de uma área começar a arder é estipulada recopilando-se fatores relevantes que influem na ignição e comportamento do fogo. Para tanto, detectar certos padrões climáticos mais quentes e secos, acúmulo extenso de combustíveis, recorde de temperaturas do ar ou a velocidade dos ventos por meio dos satélites é essencial em uma fase tão crítica quanto a prevenção ou mitigação dos riscos de queimadas.

A vegetação, devido à sua ação como combustível para a inflamação, propagação e intensidade do fogo, é outro dos fatores a se levar em conta na valoração de riscos deste tipo de sinistro. A avaliação da vegetação por meio de sistemas de teledetecção dá a oportunidade de analisar métricas de elementos tão influentes nesta primeira etapa prévia ao incêndio como a tipologia, saúde, extensão, densidade, altura ou umidade.

Por isso, a cobertura terrestre e os índices de vegetação são duas das fórmulas mais utilizadas pela NASA para identificar e estimar combustíveis. Mas não são as únicas variáveis a considerar. A análise da topografia, com componentes tão conclusivos como elevação, declive e sentido de declive, também ajudam na designação do espaço que o fogo tem para se mover.

A NASA indica que as ignições que começam na parte inferior de um declive têm mais espaço para se propagar. Nesses casos, o calor que antecede a carbonização aquece e seca os combustíveis morro acima, facilitando a aceleração da queimada.

Da mesma forma, graças à teledetecção, podem ser necessárias barreiras capazes de retardar a propagação, como, por exemplo, formações rochosas ou lagos.

Alguns sistemas de análise, como o Firecast usado pela NASA nesta fase, fornecem produtos de monitoramento quase em tempo real com alertas que incluem especificações de risco de incêndio dentro da área de interesse, mapeamento de imagem mostrando a localização do perigo e dados para importar para o Google Earth.

Detecção de focos ativos

A localização de incêndios ativos evoluiu consideravelmente nos últimos anos. Em muitos territórios, os exploradores de torres deram lugar à detecção de satélites graças às medições de fumaça, temperatura ou anomalias de luz.

A maioria dos métodos de detecção de ignição ativa de satélites é baseada no contraste térmico entre o solo não afetado e a fonte de calor, usando dispositivos sensíveis ao infravermelho médio. Não obstante, os algoritmos desenhados para delatar estas anomalias térmicas apresentam algumas limitações. A NASA alerta que pode haver falsos positivos, omissão de grandes incêndios devido à alta densidade da fumaça ou falhas na detecção de incêndios menores.

Por outro lado, a teledetecção tem outras utilidades, graças ao cálculo do índice dos aerossóis — com as informações obtidas por meio da seleção de bandas espectrais para detecção de fumaça —, podem diferenciar fumaça e poeira, e atribuir diferentes marcas dependendo do tipo (fumaça, poeira, cinzas vulcânicas, nuvens e neve ou gelo).

Da mesma forma, a espessura ótica dos aerossóis, determinada pela profundidade ótica, é utilizada pelos cientistas da agência norte-americana para determinar a quantidade de luz removida por espalhamento e/ou absorção durante seu percurso por um meio, oferecendo averiguações sobre a carga de partículas presentes na coluna da atmosfera (da superfície ao topo da atmosfera). O valor será estabelecido em função da concentração de partículas, seu tamanho, composição química, localização na atmosfera e comprimento de onda.

Todos estes dados contribuem com importantes revelações para a verificação da qualidade do ar. Devemos ter em mente que, como aponta o treinamento da NASA, a fumaça de incêndios é uma fonte importante de gases traçadores e aerossóis ou partículas, representando 50% das emissões globais de CO, 20% das emissões de NOx, 40% das emissões de carbono negro e 74% das emissões de carbono orgânico.

As previsões da qualidade do ar da agência e de outras entidades colaboram em algo tão importante quanto a detecção de alertas de saúde pública, bem como em avisos de visibilidade/neblina ou no estabelecimento da necessidade de redução temporária das emissões por parte dos reguladores ambientais.

Avaliação de danos

O desenvolvimento de focos florestais pode desencadear impactos duradouros sobre as vidas humanas e as infraestruturas circundantes. A liberação de dióxido de carbono e partículas de fuligem na atmosfera, com sua consequente influência no clima, mudanças na química e redução imediata da fertilidade do solo, a destruição da vegetação causando aumento do escoamento e erosão, seu impacto na ciclagem e fluxo de nutrientes ou a destruição de ecossistemas e fauna são alguns dos principais impactos descritos pela NASA.

Neste sentido, os recursos hídricos costumam ser um dos ativos que mais preocupam globalmente devido ao alto nível de penalização, tanto no curto quanto no longo prazo. No primeiro dos cenários, a erosão e o escoamento decorrentes do fogo transportam sedimentos, resíduos e produtos químicos para riachos, lagos e reservatórios, afetando diretamente a qualidade da água potável. No segundo, a carbonização pode alterar as características das bacias hidrográficas e padrões de fluxo torrencial.

O monitoramento da chuva e do escoamento ajuda a prever o risco subsequente de deterioração da qualidade da água, inundações e deslizamentos de terra.

Os incêndios florestais devastam seu caminho, deixando o solo queimado, estéril e incapaz de absorver água. Como resultado, as chuvas subsequentes e o aumento do escoamento podem causar inundações repentinas, fluxos de detritos e até deslizamentos de terra. O risco de inundação continua sendo maior até que se restaure a vegetação, cuja recuperação pode levar até cinco anos.

A NASA destaca como a literatura recente mostra que mesmo chuvas com intervalos de recorrência de um a dois anos podem iniciar a atividade de fluxo de detritos. Dependendo da gravidade e topografia da área queimada, a avaliação dos fluxos de detritos pós-incêndio por teledetecção pode auxiliar no cálculo da probabilidade de ocorrência. Estes parâmetros serão empregados no estabelecimento de limites de decisão, cuja determinação deve encontrar, segundo apontam os peritos, a relação ótima entre ocorrências de positivos verdadeiros e falsos.

Por outro lado, proporcionando uma perspectiva mais promissora, os dados obtidos no espaço também podem participar das previsões de rebrota da vegetação. Neste ponto, os índices de flora e as classificações do solo utilizam imagens para avaliar a regeneração e a condição a vários intervalos após o dano.

Isso é feito com a implementação de um padrão de sucessão que irá variar dependendo dos termos e espécies de plantas de cada tipo de floresta. Além disso, o mapeamento da regeneração da folhagem permite que as ferramentas da NASA caracterizem a vegetação com base nas mudanças no tipo dominante, indicando a presença de uma nova vida e detectando a rebrota.

Um mundo de possibilidades

Embora hoje o uso operacional de dados de satélite na prevenção, detecção e avaliação de incêndios ainda tenha limitações, essa técnica tem um grande potencial em suas capacidades.

Deste modo, a teledetecção facilita a cobertura de grandes superfícies de território a intervalos de tempo sistemáticos, o que confere uma visão espacial bem mais abrangente. Adicionalmente, o registro e transmissão destes dados são entregues em formato digital, permitindo o seu processamento por meio de equipamento informático e garantindo um tratamento automático, rápido e razoavelmente objetivo.

Além disso, os diferentes sistemas podem ser facilmente conectados com outros bancos de dados espaciais e gerar produtos integrados. Há todo um futuro na funcionalidade dos satélites, como já afirmado no artigo Nanosatélites: o futuro da comunicação espacial, que passa também pela gestão e mitigação de incêndios.

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