Sensores remotos e inteligencia artificial para la detección de incendios forestales

Los bosques y reservas naturales desempeñan un papel crucial en el equilibrio ecológico de la Tierra; sin embargo, estos recursos se ven amenazados por los incendios, que están relacionados con factores naturales y humanos. Los incendios forestales son un desastre que conlleva efectos negativos considerables en el medio ambiente natural, los recursos económicos y humanos. El calentamiento global y, la amenaza a la vida de las especies de flora y fauna son consecuencias de incendios forestales.

Considerando la amenaza causada por los incendios forestales, su predicción y detección temprana son medidas importantes que reducen significativamente los daños y los esfuerzos de extinción de incendios. En los últimos años, diferentes tecnologías han sido utilizadas para predecir y alertar la actividad de incendios forestales, entre los cuales destaca el uso de sensores, información geográfica, imágenes satelitales, datos climatológicos e inteligencia artificial. El uso de este tipo de tecnologías permite tener un mayor control de este tipo de eventos, los cuales repercuten en la economía, flora y fauna de una determinada región.

Desde el primero de enero y hasta mediados de mayo de este año, el estado con mayor número de incendios presentados en la República Mexicana fue el Estado de México (751), el segundo lugar lo obtuvo Jalisco (672) y el tercero Michoacán (581); hasta ahora y en conjunto, con una superficie afectada de 5 mil hectáreas aproximadamente, de la cuales 90 % fueron pastizales, hierba y arbustos.

La Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (Conabio) desarrolló en 1999 el sitio web del Sistema de Alerta Temprana de Incendios Forestales (SATIF). Desde entonces realiza el monitoreo de los incendios forestales por medio de técnicas de percepción remota.

El SATIF proporciona diariamente los puntos de calor que, a su vez, aportan un panorama diario de la distribución espacial y temporal de los incendios forestales activos en México, sur de Estados Unidos y Centroamérica a diversas instancias como instituciones de gobierno en sus ámbitos federal, estatal y municipal; a universidades, institutos de investigación, asociaciones civiles y particulares. Sin embargo, esto no es suficiente para prevenir pérdidas humanas, daños a flora y fauna, preservar las reservas naturales y reducir gastos económicos directos e indirectos.

Actualmente, se ha incorporado el uso de sensores remotos para la detección de incendios forestales en la etapa inicial, previniendo daños mayores. Estos sensores permiten obtener información en tiempo real de la presencia de variables que permiten identificar cuando un incendio está ocurriendo. Por otro lado, la inteligencia artificial ayuda a clasificar correctamente estas señales con el fin de generar una decisión correcta de lo que en realidad está pasando en el ambiente, minimizando falsas alarmas.

La empresa Dryad Networks ha desarrollado un sensor basado en inteligencia artificial para detectar incendios forestales y avisar a los primeros intervinientes. Este sensor se llama Silvanet Wildfire Sensor y tiene como objetivo ayudar a detectar incendios forestales en cuestión de minutos y alertar a los primeros intervinientes para que puedan tomar medidas para mitigar los daños.

Este dispositivo cuenta con un sensor de gas BME688, el cual es sensible al monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO₂), hidrógeno (H₂) y compuestos orgánicos volátiles (VOC). También es capaz de monitorear temperatura, humedad relativa y presión de aire. Utiliza tecnología LoRaWAN (protocolo de comunicación inalámbrica de largo alcance y bajo consumo de energía) para transmitir información de manera inalámbrica.

El sensor es capaz de trabajar sin mantenimiento hasta en un periodo de entre 10 y 15 años, además, usa súper capacitores en lugar de baterías convencionales, eliminando el uso de litio y otros materiales tóxicos. Está alimentado mediante un panel solar y se recomienda colocar a una altura mínima de 3 m sobre la superficie del suelo.

Una de las limitantes es el monitoreo en tiempo real, debido a que cada sensor cubre un área aproximada de 1 ha, por lo cual, tener el control de incendios forestales en áreas grandes es sumamente complicado; aunado a que se tiene que hacer un acercamiento a organismos e instituciones gubernamentales para llevar a cabo este tipo de propuestas que, en la mayoría de los casos, no trasciende de la manera más adecuada.

Otro aspecto importante es el costo de los sensores y de los dispositivos de retransmisión de información para obtener la información en la nube; un sensor cuesta aproximadamente $1,000.00 (Mil pesos 00/100 M.N.); un puerto de enlace de malla (mesh gateway), alrededor de $8,000.00 (Ocho mil pesos 00/100 M.N.); y una puerta de enlace de frontera (border gateway), $12,000.00 (Doce mil pesos 00/100 M.N.), lo que, para un área grande, constituye un gasto considerable.

Sin embargo, en comparación con los costos directos e indirectos, pérdidas humanas, daños a flora y fauna, y la preservación de las reservas naturales, la inversión está completamente justificada para realizar este tipo de proyectos. Países como Alemania, España, Grecia, Portugal, Turquía, Estados Unidos y Corea del su, ya cuentan con redes de monitoreo mediante estos dispositivos para la detección temprana de incendios forestales. Sería de suma importancia contar con tecnología propia en México y apoyarnos de esta ecoinnovación.

Un aspecto crucial en México es que cerca de 98 % de los incendios son causados por actividad humana, mientras que sólo una pequeña fracción se debe a fenómenos naturales. Esto subraya la importancia de enfocarse en la educación y concientización de la población como medida preventiva de los incendios.