Simulación de la Propagación de Incendios Forestales · Con el fin de crear un nuevo proyecto,...

Memorias del Segundo Simposio Internacional Sobre Políticas, Planificación y Economía de los Programas de Protección Contra Incendios Forestales: Una Visión Global

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Simulación de la Propagación de Incendios Forestales1

Joseph Romanovsky,2 Vassili Shikin,3 Yuri Shur4

Resumen

Hoy en día, el problema de los incendios forestales es uno de los más importantes de Rusia. Todos los años, estos incendios se convierten en desastres en dos o tres regionesde la Federación, sobre todo en Siberia y en el extremo oriental del país. Por este motivo, la gestión eficaz del sistema de control de la lucha contra los incendiosforestales es uno de los mayores problemas de la conservación de los bosques. El modelo que se propone ayuda a estimar sobre el mapa la configuración del fuego en tierra, teniendo en cuenta los tipos de capa vegetal del suelo, de apreciación en curso del peligro de incendio, velocidad y dirección del viento, y objetos incombustibles. Elresultado de la investigación es un programa que simula la propagación de los incendios forestales. El programa está escrito en Delphi 6.0.

IntroducciónLa simulación de la propagación de los incendios forestales ayudará a resolver variosproblemas importantes de la lucha contra dichos incendios.

El primer problema importante es desarrollar un plan óptimo para la extinción deincendios forestales en tiempo real. Este plan presupone encontrar las tácticas máseficaces para dicha extinción.

El segundo, basado en la simulación de la propagación de incendios forestales, es la estimación del trabajo de los cuerpos de bomberos después del final de la época de incendios. Resulta importante determinar la zona potencial que un incendio forestal pueda abarcar si éste no se extingue.

Aproximaciones a la simulación de propagación de incendios forestales Existen varias aproximaciones a la simulación de propagación de incendios forestales.

1 Una versión abreviada de esta ponencia se presentó en el segundo simposio internacional sobre políticas, planificación y economía de la protección de los programas contra incendios forestales, 19–22 Abril,2004, Córdoba, Espana.2 Catedrático, St.-Petersburg State University, Mathematical Department, St.-Petersburg State University, University embankment 7/9 St.-Petersburg 199034.3 Licenciado, St.-Petersburg State University, Gagarin st. 21 flat 284, St.-Petersburg 196135.4 Director del grupo de lucha contra incendios, doctor en economía, St.-Petersburg ForestryResearch Institute, Institute pr. 21, St.-Petersburg 194021.

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Memorias del Segundo Simposio Internacional Sobre Políticas, Planificación y Economía de los Programas de Protección Contra Incendios Forestales: Una Visión GlobalGENERAL TECHNICAL REPORT PSW-GTR-208 Memorias del Segundo Simposio Internacional Sobre Políticas, Planificación y Economía de los Programas de Protección Contra Incendios Forestales: Una Visión Global

Sesión Póster-Propagación de incendios forestales—Romanovski, Shikin, Shur

La primera está basada en la simulación de los procesos físicos y químicos dequema, y en la formulación de modelos y sistemas analíticos de ecuacionesdiferenciales. A. M. Girshim propone un ejemplo de este modelo, que describe los procesos en 3D de cambio de temperatura, e implica sistemas de ecuacionesdiferenciales. Otro ejemplo es la aproximación propuesta por U. A. Gostinzev y A. A. Suchanov. Los modelos de dicha aproximación describen los procesos de cambio detemperatura, cambios químicos y el movimiento de los flujos de gas. Dichos modelosexigen un número de parámetros de información forestal que cambian rápidamente yque actúan recíprocamente entre ellos. Esto supone que la aplicación práctica de estos modelos sea bastante difícil.

La segunda aproximación implica estimaciones brutas de la configuración del fuego.

La tercera aproximación está basada en la simulación de un incendio forestal sin hacer estimaciones brutas de la configuración del fuego.

La aproximación que se ofrece en esta ponencia pertenece al tercer grupo. El mapase divide en franjas horizontales de la misma anchura. En cada franja, se eligen las zonas con propiedades similares de combustión. Esta representación de los datos ayudaa mejorar la velocidad de trabajo con el mapa. Durante la simulación se toman encuenta la velocidad y dirección del viento, el tipo de capa vegetal del suelo, y la claseen curso de peligro de incendio. Además, se presta atención particular a los objetos incombustibles.

Panorama general del programa La tarea principal de una simulación de incendio forestal es fijar la procedencia de

la línea de fuego en cada momento. Debido a la dificultad de la simulación, el programa solo se ocupa de los fuegos en tierra. Cuando se simula un territorio grande,el programa tiene en cuenta, tanto el tipo de capa vegetal del suelo como las condiciones meteorológicas, y sus cambios durante la simulación.

Después de iniciar el programa, aparece la ventana principal (fig. 1).

USDA Forest Service Gen. Tech. Rep. PSW-GTR-xxx. xxxx.


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Figura 1—Ventana principal del programa

Con el fin de crear un nuevo proyecto, debe elegirse "Proyecto Crear". Después, hay que seguir las instrucciones del asistente del nuevo proyecto. En la primera página (fig. 2), se selecciona la fuente de datos: puede trabajarse con la base dedatos de información forestal, o utilizar los propios archivos.

Figura 2—Fuente de datos


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Si se selecciona la primera fuente, las siguientes páginas (fig. 3-9) ayudan a elegir las regiones para la simulación.

Figura 3—Página 1 del asistente

Figura 4— Página 2 del asistente



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Si se selecciona la segunda fuente, el programa pide los archivos con las capas delmapa de la región que se va a simular, y las bases de datos con información sobre lameteorología y terreno.(fig. 10, 11).

Figura 10—Capas de mapas


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Figura 11—Bases de datos sobre meteorología y terrenos

Después de introducir los datos, el programa está preparado para la simulación.

Para empezar la simulación debe pulsarse el botón "Inicio" (fig. 1). En la ventana que aparece (fig.12), deben seleccionarse fechas y horas de inicio y final de la simulación, además de la fuente de información meteorológica.

Figura 12—Ventana de inicio de simulación

Con el fin de introducir nueva información meteorológica durante la simulación,se utiliza "Simulación Meteorología Info". Aquí (fig. 13), debe introducirse la velocidad y dirección en curso del viento, y tipo de peligro de incendio.



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Figura 13—Nueva información meteorológica

Utilizando el grupo de botones "Zoom", puede acercarse (zoom in), alejarse (zoomout), ver todo el mapa, y volver al zoom inicial (fig. 14,15).



Figura 14—Zooming out

Figura 15—Zooming in

Las unidades de datos que pueden encontrarse en el menú principal en "Databases …" (fig. 16) ayudan a ver y editar las bases de datos, utilizadas por el programa.

Figura 16—Ver y editar bases de datos


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Figura 14—Zooming out

Figura 15—Zooming in

Las unidades de datos que pueden encontrarse en el menú principal en "Databases …" (fig. 16) ayudan a ver y editar las bases de datos, utilizadas por el programa.

Figura 16—Ver y editar bases de datos



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Las unidades de datos del menú principal en "Preferencias (settings) Rutas (paths)" abren la ventana (fig. 17), donde deben introducirse las bases de datos básicasutilizadas por el programa..

Figura 17—Edición de vías (paths)

Las unidades de datos del menú principal en "Simulación Estadísticas" abren la ventana (fig. 18), con la superficie total del mapa, la superficie de la zona incendiada, yel perímetro del fuego.

Figura 18—Estadísticas


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Cuando la simulación de la zona incendiada está señalada con líneas rojas, el lado derecho de la ventana principal contiene información sobre la zona seleccionada, como tipo de capa vegetal del suelo y el nombre. En la partesuperior de la ventana principal se despliega información sobre fecha, hora, velocidad y dirección del viento, y tipo de apreciación de peligro de incendio en curso (fig. 19).

Figura 19—Simulación

ResultadoEl algoritmo desarrollado y el programa pueden ser útiles para los servicios

forestales y la gestión de sus actividades. También puede servir de utilidad para enseñar al personal de dichos servicios.

ReferenciasKorovin G. N. Methods of evaluation of some parameters of ground forest fires, LenNIILX,

1969

Gostinciv U. A., Suchanob L. A. Aerodynamics of the environment in big fires. Linear fire,1997


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