Detecção de incêndios florestais e queimadas com radar meteorológico

Abstract

Resumo: A eficiencia do combate aos incendios esta diretamente ligada a eficacia e rapidez na deteccao e localizacao do evento, minimizando sensivelmente seus danos. Os indices de perigo de incendios, que indicam a probabilidade de ocorrencia de incendios com base nas condicoes meteorologicas, contribuem diretamente para o monitoramento de areas especificas ou agregam valores as informacoes de alerta. Com os avancos tecnologicos, os radares meteorologicos, concebidos com fins especificos de monitorar e detectar precipitacao, passaram a contar com alta sensibilidade de deteccao, as vezes desnecessaria e nao utilizada em seu uso operacional cotidiano. O objetivo deste trabalho foi comprovar a capacidade do radar meteorologico Doppler de detectar a fumaca originada nos incendios e queimadas. Com tarefa de alta sensibilidade devidamente configurada, utilizou-se o radar para monitorar e detectar "alvos nao meteorologicos", a fumaca produzida pelas queimadas e incendios florestais. Coincidentemente, os radares encontram-se ociosos em periodos de seca e/ou pouca precipitacao, podendo teoricamente ser usados na deteccao de incendios e queimadas. Foi utilizado o indice de perigo de incendio FMA (Formula de Monte Alegre) para diferenciar os dias de alto risco de incendio, durante os quais o radar seria programado para detectar eventuais fumacas produzidas pela queimada da cana. Neste contexto, elaborou-se um modelo experimental para deteccao de queimadas de cana-de-acucar na regiao central do estado de Sao Paulo, dentro do raio de cobertura do radar meteorologico Doppler operado pelo Instituto de Pesquisas Meteorologicas da Universidade Estadual Paulista - Unesp, localizado na cidade de Bauru, a 300km da capital. Foram tambem coletadas amostras de material em doze lotes de cana, pre e pos queima, para quantificacao da massa de combustivel. Tais lotes tiveram suas queimas acompanhadas e simultaneamente monitoradas pelo radar meteorologico, tendo sido comprovado o objetivo principal deste trabalho, que era a deteccao dos eventos monitorados, situados a distancias de ate 50 km do radar. O tempo de resposta entre a ignicao e o primeiro eco detectado pelo radar variou entre 2 e 9 minutos, com media de 4,67 minutos, o que reduziria em 68,9% o tempo de resposta considerado ideal pelos sistemas de deteccao convencionais. A metodologia utilizada neste trabalho possibilitara agregar significativo valor nas informacoes de tomada de decisao no monitoramento e combate aos incendios florestais e queimadas.

Abstract: The efficiency on forest fire control is directly related to the rapidness on the event detection and localization, what significantly minimizes the potential damages. The fire danger rating index is a good indicator of the event occurrence probability, what contributes to the monitoring areas and adds value to the alert degree information. The current technology used in the manufacture of weather radars makes possible, in high sensibility mode, to detect small signals, not necessarily used in the daily observations. This research used the capacity of weather radar, configured to execute tasks of high sensitivity, to monitor and detect "non meteorological targets", the smoke produced by sugar cane burnings and, by similarity, forest fires. When the fire danger index indicates medium or higher levels, usually the weather conditions are stable, without rain, and the weather radars are idle. Therefore, it could be used to detect forest fires and burnings. The fire danger rating index FMA (Formula de Monte Alegre) was used to indicate the days with high fire occurrence risk, period when the radar was programmed to detect the smoke produced by the sugar cane burnings. An experimental model was developed and applied to the S-band weather radar operated by the Meteorological Research Institute, UNESP, located at the Bauru County, in order to detect the smoke produced by the sugar cane burnings in the central region of the Sao Paulo State. Samples of material from twelve sugar cane plots were collected for characterization and quantification of the fuel mass, before and after burning, what allowed the estimation of the fire intensity during the burnings. The twelve plots were burned and simultaneously monitored by the weather radar, that operating on high sensitivity mode, detected a ll the monitored burnings, situated at distances up to 50 km, at time intervals varying from 2 to 9 minutes. The results confirmed that the smoke generated by burning of the fuel material available in sugar cane plantations, a "non meteorological" target, can be detected by weather radars. Therefore, the weather radars could be used, during the dry periods, when they are idle due to the absence of rain, to monitor agriculture burnings and detect forest fires.