Detecção de incêndios florestais e queimadas com radar meteorológico

Abstract

A eficiência do combate aos incêndios está diretamente ligada à eficácia e rapidez na detecção e localização do evento, minimizando sensivelmente seus danos. Os índices de perigo de incêndios, que indicam a probabilidade de ocorrência de incêndios com base nas condições meteorológicas, contribuem diretamente para o monitoramento de áreas específicas ou agregam valores às informações de alerta. Com os avanços tecnológicos, os radares meteorológicos, concebidos com fins específicos de monitorar e detectar precipitação, passaram a contar com alta sensibilidade de detecção, às vezes desnecessária e não utilizada em seu uso operacional cotidiano. O objetivo deste trabalho foi comprovar a capacidade do radar meteorológico Doppler de detectar a fumaça originada nos incêndios e queimadas. Com tarefa de alta sensibilidade devidamente configurada, utilizou-se o radar para monitorar e detectar “alvos não meteorológicos”, a fumaça produzida pelas queimadas e incêndios florestais. Coincidentemente, os radares encontram-se ociosos em períodos de seca e/ou pouca precipitação, podendo teoricamente ser usados na detecção de incêndios e queimadas. Foi utilizado o índice de perigo de incêndio FMA (Fórmula de Monte Alegre) para diferenciar os dias de alto risco de incêndio, durante os quais o radar seria programado para detectar eventuais fumaças produzidas pela queimada da cana. Neste contexto, elaborou-se um modelo experimental para detecção de queimadas de cana-de-açúcar na região central do estado de São Paulo, dentro do raio de cobertura do radar meteorológico Doppler operado pelo Instituto de Pesquisas Meteorológicas da Universidade Estadual Paulista – Unesp, localizado na cidade de Bauru, a 300km da capital. Foram também coletadas amostras de material em doze lotes de cana, pré e pós queima, para quantificação da massa de combustível. Tais lotes tiveram suas queimas acompanhadas e simultaneamente monitoradas pelo radar meteorológico, tendo sido comprovado o objetivo principal deste trabalho, que era a detecção dos eventos monitorados, situados a distâncias de até 50 km do radar. O tempo de resposta entre a ignição e o primeiro eco detectado pelo radar variou entre 2 e 9 minutos, com média de 4,67 minutos, o que reduziria em 68,9% o tempo de resposta considerado ideal pelos sistemas de detecção convencionais. A metodologia utilizada neste trabalho possibilitará agregar significativo valor nas informações de tomada de decisão no monitoramento e combate aos incêndios florestais e queimadas.

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 (Fórmula 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 São 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.