Incendi boschivi

L’Iot e le nuove tecnologie di trasmissione dei dati a lungo raggio e a bassa potenza sono, ad oggi, gli strumenti più importanti per la prevenzione degli incendi boschivi e la salvaguardia dell’equilibrio naturale.

I cambiamenti climatici sono la grande sfida del nostro tempo, della nostra generazione: sono la minaccia più grave all’equilibrio della maggior parte degli ecosistemi del Pianeta, e quindi alla nostra stessa sopravvivenza. Molteplici studi certificano che abbiamo solo il prossimo decennio per ridurre drasticamente le emissioni di gas serra (per poi azzerarle nel decennio successivo), in modo da contenere l’innalzamento della temperatura globale entro 1,5 gradi centigradi e frenare la crisi climatica in corso.

Gli effetti di questa crisi climatica sono ormai evidenti. E non si verificano solo in luoghi lontani, ma colpiscono direttamente ed incisivamente l’Italia. Eventi da considerare una conseguenza diretta sono ad esempio l’acqua alta di Venezia, e che è forse uno dei pochi fenomeni a guadagnarsi uno spazio nei media tradizionali, passando per lo scioglimento dei ghiacciai alpini, alla desertificazione della Sicilia e della Sardegna, fino ad arrivare a conseguenze del cambiamento del clima meno note o delle quali sono meno noti i meccanismi come l’innalzamento del livello del mare, le specie aliene che invadono i raccolti, le api che rischiano di scomparire. Questi eventi sono il modo più evidente in cui il cambiamento climatico dovuto alle attività antropiche ci sta presentando il conto.

I cambiamenti climatici e le foreste

I cambiamenti climatici e le foreste sono strettamente connessi. Da un lato, l’aumento delle temperature medie annuali, l’alterazione delle precipitazioni e il verificarsi di eventi meteorologici estremi hanno un impatto grave sulle foreste. Dall’altro, le foreste trattengono e assorbono carbonio e hanno un ruolo determinante nel mitigare i cambiamenti climatici stessi. Si crea così un circolo vizioso: l’aumento delle temperature e la diminuzione delle precipitazioni aggrava l’impatto dei lunghi periodi di siccità sulle foreste mediterranee, mettendone a rischio funzionalità e salute, diminuendone la capacità di fornire servizi ecosistemici, ed esponendole ulteriormente a tempeste, siccità ed incendi sempre più frequenti e devastanti.

Gli incendi boschivi e i cambiamenti climatici

Diretta conseguenza della crisi climatica è anche l’aumento delle dimensioni e della gravità degli incendi boschivi. Oltre alla perdita di boschi e foreste, fauna selvatica e vite umane, gli incendi contribuiscono in modo significativo al cambiamento climatico. In media, un incendio emette tra le 5 e le 30 tonnellate di carbonio ogni 10 ettari bruciati, circa le dimensioni di due campi da calcio affiancati. Aggiungi poi le conseguenze secondarie degli incendi come le erosioni e le inondazioni e ci si può fare un’idea della gravità della situazione che si è andata a determinare e dettata quasi sempre dalle esigenze antropiche.

La sfida della prevenzione degli incendi boschivi

Una regola empirica: più veloce è la rivelazione di un incendio boschivo, più è facilmente controllabile e più velocemente l’intervento del personale specializzato può evitare le conseguenze devastanti di un incendio incontrollato. Rilevare precocemente gli incendi boschivi nelle loro fasi iniziali può ridurre il tempo di reazione e l’entità dei potenziali danni causati. Sfortunatamente, finora è stato più facile a dirsi che a farsi.

Considerando che è estremamente difficile prevedere quando e dove si si innescherà l’ennesimo incendio boschivo, il ricorso alle ultime tecnologie di rilevamento è fondamentale per rendere la diagnosi precoce un importante alleato alla lotta agli incendi.

Combattere gli incendi boschivi con sensori LoRa e IoT

Storicamente, i tradizionali sistemi di monitoraggio antincendio boschivo hanno utilizzato l’imaging satellitare, le telecamere a terra e le torri di avvistamento dotate di termocamere per monitorare la presenza di fumo e fiamme su un’area. Ma i metodi tradizionali di rilevazione degli incendi si sono dimostrati imperfetti e poco efficienti. La sorveglianza umana, ad esempio, richiede che un individuo individui il pennacchio di fumo di un incendio da una distanza considerevole, il che implica che l’incendio sia già notevolmente sviluppato, limitando così l’efficacia delle operazioni di spegnimento. Le telecamere ottiche e i satelliti, d’altro canto, soffrono delle stesse limitazioni. Non possono vedere attraverso la copertura degli alberi e non funzionano di notte, riducendo così il loro valore come strumenti di rilevamento precoce. Inoltre, il consumo di energia elettrica da parte di questi sistemi è la sfida tecnica più critica da risolvere nel momento in cui si implementa un sistema di rilevamento degli incendi in un bosco o una foresta, dove non c’è copertura della rete elettrica. L’uso dei pannelli solari, inoltre, è risultato impegnativo perché gli alberi forniscono ombra e copertura, bloccando una parte significativa della luce solare. La sfida, quindi, è stata quella di progettare un sistema che potesse funzionare nonostante queste condizioni altamente limitanti.

Oggi sensori di ultima generazione ed altamente efficienti, grazie all’integrazione con l’intelligenza artificiale, possono aiutare a rilevare precocemente gli inizi di incendio e allertare le organizzazioni preposte ad intervenire a prevenire gli incendi prima ancora che accadano. L’IoT (Internet of things) è emerso come uno strumento di primo piano in tutti i settori come l’assistenza sanitaria, i trasporti, l’industria, la vendita al dettaglio e altro ancora, aiutando a collegare dispositivi e applicazioni. Con tecnologie a bassa potenza a lungo raggio portate da LoRa, NB-IoT e Wi-Fi, i dispositivi abilitati all’IoT sono in grado di operare a intervalli estesi e creare reti di sorveglianza altamente efficienti.

Ciò permette di implementare sensori abilitati all’IoT in aree remote o difficili da raggiungere per raccogliere dati che allertano di un potenziale incendio. I sensori a lunga distanza e a bassa potenza che operano sullo standard LoRaWAN, permettono di raccogliere dati ambientali dalle aree più boscose, appartate o remote. Con le soluzioni IoT in atto, gli operatori possono misurare e rilevare da remoto i problemi prima che diventino una crisi. Lo standard LoRaWAN è ideale per questa implementazione perché la connettività è sempre attiva e sempre pronta ad avvisare le autorità della presenza di gas, di fumi, dei cambiamenti di temperatura, umidità, pressione dell’aria, venti e altro ancora.

sistema silvanet posizionamento border getaway

La natura a bassa potenza dei sensori che sfruttano LoRa consente ai dispositivi IoT di connettersi in modalità wireless a gateway standard utilizzando LoRaWAN e rimanere nell’ambiente fino a 15 anni senza manutenzione.

Il rilevamento precoce degli incendi di Borevit

Borevit è un’azienda IoT ambientale con la missione di combattere gli incendi e mitigare il loro impatto sui cambiamenti climatici.

Potresti chiederti perché una startup in Italia è focalizzata sugli incendi. Gli incendi stanno aumentando nelle foreste e nei boschi italiani ed europei, proprio come negli Stati Uniti.  Infatti, in Italia nel 2021 ben 159.437 ettari di superfici boscate e non sono state devastate dalle fiamme (+ 154,8% rispetto al 2020). La Sicilia la regione più colpita per ettari attraversati dalle fiamme seguita da Calabria, Puglia e Campania. Nel primo semestre del 2023 quasi superati 59mila ettari, di cui oltre 9400 di ecosistemi forestali. È quanto emerge dal report dell’Ispra (relativo al periodo 1 gennaio-6 agosto 2023) su ecosistemi e incendi forestali.

Borevit ha collaborato con Dryad, una startup berlinese, per creare un sistema per il rilevamento ultra-precoce degli incendi chiamato Silvanet. Il sistema di rilevamento a energia solare dell’azienda, Silvanet, utilizza l’intelligenza artificiale per rilevare modelli anormali di gas nell’aria. Per collegare il sistema IoT, Silvanet fornisce una rete wireless a lunga portata e a bassa potenza che è stata estesa con un’architettura di rete mesh in attesa di brevetto per coprire vaste aree della foresta.  Con il supporto integrato per la connettività radio satellitare da Swarm, Borevit riceve i dati provenienti da aree remote in tempo reale per consentire una risposta più rapida. La rete di 120 satelliti di Swarm copre ogni punto sulla Terra, consentendo la trasmissione di dati da qualsiasi luogo, anche se non c’è copertura mobile.

Silvanet è un sistema di rilevamento degli incendi composto da tre componenti principali:

  1. Il Silvanet sensore antincendio boschivo è progettato per rilevare gli incendi boschivi nelle fasi iniziali e per monitorare il microclima misurando temperatura, umidità e pressione dell’aria. Il sensore combina il rilevamento della qualità dell’aria a bassissimo consumo con una precisa modalità di rilevamento del gas. Rileva idrogeno, monossido di carbonio, anidride carbonica e altri gas a livello di parti per milione (ppm) utilizzando l’intelligenza artificiale integrata per rilevare il fuoco ed evitare falsi positivi. Il sensore utilizza la connettività LoRaWAN per la trasmissione dati wireless e può funzionare senza manutenzione per 10-15 anni.
  2. Il Silvanet Mesh Gateway estende la rete Silvanet a grandi implementazioni oltre la portata della connessione diretta standard tra sensori e gateway nelle reti LoRaWAN standard. L’architettura utilizza una rete mesh multi hop di gateway interconnessi con i dispositivi LoRa di Semtech. Ciascuno funge da gateway di rete standard che utilizza LoRaWAN per il Silvanet sensore antincendio boschivo e sensori di terze parti. I Mesh Gateway vengono posizionati nella foresta, formando una rete mesh con una distanza tipica di circa 2-6 km, a seconda della topologia e del posizionamento fisico dei Gateway.
  3. Il Silvanet Border Gateway è posizionato al confine dell’area forestale target, tipicamente in una casa o vicino a un villaggio. Il Border Gateway comunica con la piattaforma cloud Silvanet e trasmette i messaggi dai sensori antincendio. La radio LTE integrata fornisce connettività wireless o utilizza l’adattatore Ethernet integrato tramite Internet cablata. Per le implementazioni remote in cui non è presente copertura di rete mobile e non è disponibile l’accesso all’alimentazione, Silvanet Border Gateway dispone del supporto integrato per l’uplink satellitare utilizzando la rete satellitare Swarm. Funziona tramite elettricità o può essere alimentato da una cella solare.
Silvanet sensore antincendio boschivo
Silvanet sensore antincendio boschivo
Silvanet Mesh Gateway
Silvanet Mesh Gateway
Silvanet Border Gateway

La prima rete Silvanet è stata installata in una foresta vicino a Berlino e successivamente negli Stati Uniti, in Europa, in Australia, Indonesia e in Africa. I suoi sensori sono in grado di rilevare un nuovo incendio entro 30-60 minuti, a seconda del posizionamento del sensore.

Come anticipato, quando si tratta di incendi, il tempo è essenziale. La diagnosi precoce non solo può salvare vite dei residenti e avvisarli al fine di un’evacuazione adeguata, ma riduce molti costi associati alla lotta agli incendi e alle risorse utilizzate per farlo.

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Sensori abilitati per l’IoT per la gestione ambientale

Si può sfruttare il potere dell’IoT non solo per prevenire la distruzione causata dagli incendi, ma anche per la gestione ambientale. In effetti, Silvanet, non si limita al rilevamento di incendi. Poiché si basa sullo standard LoRaWAN aperto, la rete mesh su larga scala, alimentata a energia solare, può collegare molti sensori di terze parti utilizzando LoRaWAN e i dati del sensore inviati al cloud.

I sensori di dati ambientali che misurano l’umidità del suolo, la concentrazione di ozono, la crescita degli alberi, il flusso di linfa e il disboscamento abusivo possono essere misurati per fornire dati chiave sulla salute e sul monitoraggio della crescita degli alberi, sostenendo l’industria forestale.

Come quasi tutte le industrie, la silvicoltura potrebbe beneficiare della digitalizzazione dei suoi strumenti e delle sue operazioni. In precedenza, la soluzione non poteva essere sfruttata a causa della mancanza di copertura della rete. Ora, con Silvanet, Semtech e Swarm, la copertura di rete è disponibile anche nelle aree più remote delle foreste di tutto il mondo.

Lotta ai cambiamenti climatici con l’IoT

Icambiamenti climatici,  sia causati dall’uomo che naturali, stanno rapidamente alterando i modelli meteorologici e alterando l’equilibrio della natura. I cambiamenti nella temperatura creano condizioni che influenzano gli incendi e causano cambiamenti nella frequenza e consistenza delle precipitazioni piovose, portando a tempeste gravi e frequenti che causano inondazioni, frane e distruzione.

La lotta agli effetti dei cambiamenti climatici, compreso l’aumento degli incendi, è estremamente importante per proteggere il nostro pianeta. Le tecnologie IoT possono aiutare ad affrontare i cambiamenti climatici con soluzioni intelligenti, facili da implementare e gestire e che proteggono l’equilibrio naturale.

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