I cambiamenti climatici hanno portato ad un aumento senza precedenti degli incendi boschivi su larga scala, mettendo a rischio interi ecosistemi, comunità e biodiversità in tutto il mondo.
Tuttavia, nella lotta contro questi eventi catastrofici, i droni si stanno dimostrando strumenti potenti ed efficaci per il monitoraggio, la prevenzione ed il controllo.
In sempre più occasioni, gli UAS hanno fornito un supporto efficace alle squadre di Vigili del fuoco impegnate sul campo, consentendo una risposta più rapida, una sorveglianza migliore e una gestione più efficiente.
In questo articolo scopriremo come i droni stanno cambiando il modo in cui si affrontano gli incendi e quali vantaggi offrono nella prevenzione e nel controllo di questi eventi catastrofici.
Cos’è un Mega Incendio
Un mega incendio è un termine informale che in questi ultimi anni viene utilizzato sempre più frequentemente per descrivere un incendio di dimensioni eccezionalmente grandi, caratterizzato da un’intensità estrema, una rapida propagazione e una prolungata resistenza all’estinzione.
Sono incendi che possono spazzare via intere comunità, causare un alto numero di perdite in vite umane e danneggiare gravemente ecosistemi naturali ed habitat animali.
Per non parlare poi degli effetti sulla qualità dell’aria. Gli incendi provocano il trasferimento nell’atmosfera di circa 200 composti tra i quali metano, idrocarburi, monossido e biossido di carbonio, ossidi di azoto e particolato. Tutte sostanze derivanti dai processi di combustione della cellulosa, della lignina, di resine e oli presenti nella vegetazione e nel suolo ed il loro rilascio nell’atmosfera contribuisce all’effetto serra che causa il riscaldamento climatico.
Uno degli incendi più catastrofici di questi ultimi anni è stato il Camp Fire scoppiato l’8 novembre 2018. Il rogo prende il nome da Camp Creek Road, il suo luogo di origine nella California settentrionale ed ha causato la morte di 85 persone, la distruzione di oltre 19.000 edifici e di circa 154.000 acri di terreno.
Immagine satellitare di Camp Fire acquisita dalla Nasa
l’8 novembre 2018 alle 10:45 ora locale
La città di Paradise completamente bruciata, giovedì 15 novembre 2018.
In queste settimane (Luglio 2023) il Canada sta letteralmente bruciando con oltre 490 roghi attivi in tutto il Paese. Le immagini di una New York avvolta dalla cenere e dai fumi arrivati dal Canada hanno fatto il giro di tutti i telegiornali del mondo. Fumi che ora hanno raggiunto anche l’Europa e l’Italia.
Perché stanno aumentando i Mega Incendi?
L’aumento di questa tipologia di roghi, osservato negli ultimi anni in molte parti del mondo, può essere attribuito ad una combinazione di fattori, alcuni dei quali causati da comportamenti umani come le pratiche di gestione del territorio, la negligenza e, purtroppo, il dolo.
La non gestione di vaste aree montane ed agricole ha generato grande continuità di vegetazione, e quindi di combustibile, causa primaria del propagarsi dei grandi incendi. L’ambiente mediterraneo, per parlare di casa nostra, è composto da specie altamente infiammabili come pinete e zone di macchia mediterranea.
In ogni caso è innegabile che su tutto giochi un ruolo preponderante il cambiamento climatico.
Gli incendi sono una delle principali minacce ambientali globali poste dai cambiamenti climatici. Ma quali sono le cause scatenanti? Cosa influenza il verificarsi e il comportamento di questi mega incendi?
Temperature più elevate
Il cambiamento climatico ha portato all’aumento delle temperature globali. L’innalzamento delle temperature contribuisce a seccare la vegetazione, rendendola più suscettibile all’accensione di focolai e aumentando di conseguenza la probabilità di incendi.
Siccità
Il riscaldamento globale sta alterando i modelli di precipitazioni, portando a siccità più frequenti e prolungate in alcune regioni del pianeta . La mancanza cronica di pioggia rende la vegetazione più arida favorendo così i processi di combustione e di propagazione dei roghi.
Eventi meteorologici estremi
Negli ultimi decenni si sono registrate ondate di calore sempre più frequenti ed intense che hanno creato le condizioni ideali per l’innesco e la rapida propagazione di incendi. Anche i cambiamenti nell’andamento dei venti associati ai cambiamenti climatici stanno influenzando il comportamento degli incendi rendendoli più difficili da controllare.
L’energia solare continua ad essere immagazzinata nell’atmosfera, fenomeni meteorologici estremi come siccità e ondate di calore diventeranno più comuni, l’aumento delle temperature farà diminuire l’umidità nella biomassa e gli incendi diventeranno ogni anno sempre più frequenti e violenti.
Una ricerca di USDA Forest Service, il servizio forestale degli Stati Uniti, ha stabilito che il cambiamento climatico ha aumentato in media di 78 giorni l’anno la stagione degli incendi rispetto agli anni ’70.
Tramite il link dell’immagine sottostante potete accedere ad un’interessante mappa interattiva tramite la quale, utilizzando un’interfaccia semplice ed intuitiva, è possibile approfondire l’evoluzione ed il cambiamento di innumerevoli parametri climatici riguardanti oceani, atmosfera, suolo e molto altro degli ultimi decenni.
Il ruolo dei droni nella sorveglianza e individuazione degli incendi
Fare prevenzione è un aspetto cruciale per limitare i danni che possono essere causati da incendi fuori controllo.
I droni possono essere impiegati per monitorare tutte quelle zone considerate ad alto rischio. Grazie alla loro agilità e capacità di volo a bassa quota possono raggiungere zone difficilmente accessibili per gli elicotteri o le squadre a terra, garantendo una copertura completa del territorio. I droni dotati di telecamere ad alta definizione e termocamere possono monitorare grandi aree boschive in modo rapido ed efficiente acquisendo dati sulle condizioni ambientali come temperature elevate, presenza di materiale combustibile e umidità del terreno. Tutte informazioni che permettono di individuare tempestivamente potenziali focolai e prendere provvedimenti preventivi per evitare che gli incendi si sviluppino e propaghino incontrollabilmente.
Il ruolo dei droni durante le operazioni antincendio
Durante le operazioni di spegnimento degli incendi, i droni possono svolgere una serie di compiti che rendono più efficace l’intervento delle squadre di emergenza.
In primis il loro utilizzo nei mega incendi permette una mappatura accurata delle aree interessate in tempo reale. I droni possono sorvolare le zone colpite e raccogliere dati dettagliati sulla dimensione dell’incendio, la sua estensione e l’intensità delle fiamme. Queste informazioni sono fondamentali per pianificare strategie di intervento efficaci e per identificare le risorse necessarie, come ad esempio l’invio di squadre di pompieri o l’organizzazione di evacuazioni di emergenza. Inoltre, i droni possono individuare punti caldi e segnalare la presenza di focolai residui anche dopo il controllo dell’incendio principale, prevenendo così il rischio di riaccensioni.
I droni attivi nello spegnimento degli incendi
Quando si tratta di affrontare gli incendi ogni minuto conta. I droni non si limitano solo all’osservazione e al monitoraggio degli incendi, ma possono anche contribuire attivamente al loro spegnimento.
Particolari UAS equipaggiati con serbatoi d’acqua o agenti antincendio, possono sganciare liquidi ignifughi direttamente sulla zona interessata dalle fiamme, aiutando a contenere l’incendio nelle fasi iniziali e facilitando il lavoro dei pompieri. Questa capacità di fornire supporto logistico rapido ed efficiente può fare la differenza nella gestione delle emergenze.
Monitoraggio post-incendio
Una volta che l’incendio è stato soppresso, i droni possono essere utilizzati per il monitoraggio post-incendio e il ripristino degli ecosistemi colpiti. Attraverso l’uso di sensori e telecamere multispettrali, i droni possono rilevare la presenza di vegetazione rigenerante, controllare l’erosione del suolo e identificare eventuali segni di ripresa ecologica. Questi dati sono preziosi per gli studiosi e gli enti preposti alla gestione delle risorse naturali, consentendo loro di valutare l’impatto degli incendi sulle aree colpite e pianificare le attività di ripristino e ricostruzione.
I droni in campo
I droni, in qualsiasi campo di utilizzo, sono un settore in continua evoluzione. Anche nella lotta agli incendi la tecnologia dei droni continua a svilupparsi rapidamente, aprendo prospettive inimmaginabili fino a pochi anni fa. Qui vi raccontiamo i progetti secondo noi più interessanti, alcuni già in uso, altri in fase di sviluppo.
Dragon Egg System
Il fuoco prescritto è un metodo di prevenzione degli incendi che ha origini antichissime. Accendere un fuoco controllato per combattere il fuoco era una pratica comune nelle culture nordamericane aborigene e precolombiane. Questa pratica sviluppata nel corso di secoli di interazione con l’ambiente circostante ha avuto un impatto significativo sulla terra e sulla flora degli ambienti in cui gli indiani vivevano.
Con la tecnica del fuoco prescritto i vigili del fuoco, in determinati periodi dell’anno, accendono piccoli incendi controllati per bruciare il sottobosco secco nelle aree boschive. Lo scopo è di rimuovere il combustibile dalle foreste con incendi di bassa intensità, preservando le chiome degli alberi, per prevenire un incendio boschivo più grande durante i periodi più vulnerabili dell’anno.
Drone Amplified una startup con sede in Nebraska, ha brevettato un drone per il trasporto e il rilascio delle cosiddette “uova di drago” che si accendono circa 30 secondi dopo il loro rilascio a terra. Un singolo drone può trasportare fino a 400 di queste uova che hanno la dimensione di una pallina da ping pong e contengono polvere di permanganato di potassio e glicole etilenico.
La società, avviata da due professori di ingegneria dell’Università del Nebraska-Lincoln nel 2017, ha ricevuto tre anni dopo una sovvenzione di 1 milione di dollari per la ricerca e lo sviluppo del progetto dalla National Science Foundation e dal Nebraska Department of Economic Development.
Rain
Rain Industries è una startup di Palo Alto che sta sviluppando droni antincendio.
Dopo aver iniziato con un prototipo a sei rotori più piccolo che ha spento con successo piccoli incendi rilasciando sulle fiamme palline piene di ritardante, Rain sta ora testando velivoli autonomi simili a piccoli elicotteri. I droni “Mark 2” possono trasportare fino a 181 kg di liquido ritardante per estinguere gli incendi o creare linee di contenimento che impediscano la propagazione delle fiamme.
Ogni drone verrebbe parcheggiato all’interno di un deposito dedicato e fatto decollare in risposta alle telecamere antincendio o alle immagini satellitari. Il Mark 2 è in grado di volare autonomamente verso il sito di accensione, i suoi sensori a infrarosso inviano dati al software AI per stimare le dimensioni, il tasso di crescita e la direzione del fuoco, prima di decidere se rilasciare il ritardante sulle fiamme, creare una linea tagliafuoco per delimitarle o attivare altri droni come supporto. Gli operatori umani avrebbero solo il compito di supervisionare e approvare le sue operazioni.
FireHound Zero
Il FireHound Zero è un prototipo realizzato da due aziende italiane, la Npc di Imola e la Vector Robotics di Mogliano Veneto. Il drone ad ala fissa è lungo solo 87 centimetri, ha un’apertura alare di due metri, pesa un chilo e mezzo e sulle sue ali è posizionato mezzo metro quadrato di celle fotovoltaiche che gli consentono un’autonomia di volo di 8 ore.
Il FH-0 può essere lanciato a mano da un operatore e a fine missione atterra nel punto programmato. La quota operativa è di circa 120 metri, vola a 40 chilometri orari e può scansionare più di 500 ettari di terreno ogni ora. Grazie alla sua termocamera è in grado di individuare incendi anche molto piccoli, fino a 30 cm di diametro, l’equivalente di un falò di campeggiatori. Grazie al motore elettrico a propulsione solare, silenzioso ed ecologico, può essere fatto volare anche su aree protette e parchi naturali senza arrecare disturbo alla fauna che li abita.
Drone con cavo ombelicale dei vigili del fuoco di New York
Essendo il più grande corpo di vigili del fuoco degli Stati Uniti, l’FDNY ha implementato un “programma droni antincendio” con una flotta di oltre 40 UAS, ciascuno con peculiarità uniche.
Il 6 marzo 2017 è stato utilizzato per la prima volta, nel corso di un incendio nel Bronx, un drone dotato di ombelicale. Questo UAS, del peso di poco più di 3,5 kg, dotato sia di fotocamera ad alta definizione che di termocamera, è collegato tramite un piccolo cavo che trasporta elettricità fino al dispositivo garantendogli un tempo di volo illimitato. Tutti i controlli, i dati e l’alimentazione vengono trasmessi avanti e indietro attraverso il tether impedendo interferenze con i segnali in radiofrequenza.
FireDrone
Un team di ricercatori dell’Empa e dell’Imperial College di Londra stanno sviluppando un nuovo drone resistente al calore in grado di fornire i primi dati dal punto caldo.
Nel progettare il FireDrone, questo il nome del prototipo, i ricercatori si sono ispirati alla natura. Animali come pinguini e volpi artiche grazie agli strati di grasso e alla loro pelliccia producono strati protettivi di materiale termoregolatore che consentono loro di sopravvivere in condizioni estreme.
Le temperature all’interno di edifici in fiamme possono superare i 1000 gradi Celsius e attualmente i droni in commercio possono operare solo a distanza di sicurezza dal fuoco.
I ricercatori hanno studiato un materiale che potesse avvolgere in modo protettivo il corpo del drone, i rotori, le batterie, i sensori e l’elettronica e hanno sintetizzato un isolante in grado di resistere alle temperature estreme di un incendio. Il materiale testato è un aerogel basato su una plastica di poliimmide, lo stesso studiato dalla NASA per l’isolamento delle tute spaziali, rinforzato da fibre di vetro.
Le analisi di laboratorio hanno dimostrato che questo materiale è particolarmente adatto all’uso sui droni e il prototipo del FireDrone ha già ottenuto buoni risultati nei test iniziali.
Il progetto Fire Man
Il progetto FireMan è un consorzio istituito nel gennaio 2022 che coinvolge diverse università e centri di ricerca per lo sviluppo di un sistema di controllo degli incendi boschivi. I ricercatori stanno testando modelli di previsione per la progressione degli incendi. Allo stesso tempo stanno sviluppando un sistema di supporto decisionale basato sulla creazione di Digital Twin dell’area dell’incendio boschivo sulla base dei dati di telerilevamento raccolti in tempo reale da uno sciame di droni in volo Bvlos autonomo.
I droni sono stati sviluppati per monitorare vaste aree forestali e reagire in modo indipendente come richiesto in ogni situazione di incendio. Saranno in grado di formare un perimetro di monitoraggio attorno alle fiamme e cambiare la loro forma a seconda di come si comporta l’incendio.
Qui vediamo una simulazione del modello di intelligenza dello sciame di droni sviluppato da Fabrice Saffre, professore di ricerca presso VTT.
I droni si stanno dimostrando strumenti preziosi nella lotta contro i mega incendi causati dal cambiamento climatico. Dal monitoraggio iniziale alla soppressione delle fiamme, fino al monitoraggio post-incendio, queste tecnologie offrono un supporto vitale alle squadre di soccorso e ai responsabili della gestione delle emergenze. Sfruttando il loro potenziale, i droni possono contribuire a limitare gli effetti distruttivi dei mega incendi e a preservare gli ecosistemi, rappresentando di fatto un importante passo avanti nella protezione del nostro pianeta.
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