Desastres naturais são lembretes inequívocos de quão poderosas são as forças da natureza. Eles devastam comunidades e seus impactos são exacerbados pelas mudanças climáticas. Os incêndios florestais são um exemplo particularmente claro. Os incêndios florestais australianos de 2019-2020 viram um histórico de 42 milhões de acres queimados, e uma temporada de incêndios recorde na Califórnia viu três vezes mais terras queimadas em 2021 do que em 2020, o ano recorde anterior.
Para saber mais sobre esses incêndios, entidades públicas e privadas estão aproveitando os dados para estudar os comportamentos dos incêndios florestais. A ALERTWildfire, nascida das cinzas do Tubbs Fire, é uma dessas organizações que espera alavancar dados para entender melhor os incêndios florestais, melhorar o tempo de resposta e – o mais importante – salvar vidas e a paisagem. O ALERTWildfire é um consórcio de três universidades — a Universidade de Nevada, Reno, a Universidade da Califórnia em San Diego e a Universidade de Oregon, e fornece acesso a dados e vídeos de última geração da atividade de incêndios florestais.
Tempestade de fogo perfeita
Embora as mudanças climáticas impactem direta e indiretamente quase todos os aspectos da vida, os incêndios florestais pioraram significativamente devido ao aquecimento do planeta.
O tamanho e a velocidade desses incêndios representam um sério desafio para os observadores de incêndios. Com incêndios se movendo em velocidades sem precedentes, um acre pode ser queimado em apenas cinco segundos. A dura linha do tempo de um incêndio florestal crescente significa que mesmo as 198 torres de vigilância de incêndio ativas na Califórnia, a cobertura aérea e o apoio de voluntários da comunidade local estão sob imensa pressão para fornecer informações precisas.
Esses desafios fazem parte do que o ALERTWildfire está tentando resolver. Ao alavancar uma rede de mais de 800 câmeras, a organização usa uma variedade de tecnologias para identificar, analisar e alertar sobre incêndios florestais na Califórnia, Nevada, Oregon, Washington, Idaho e Utah.
Dr. . Neal Driscoll é professor de geologia e geofísica na UC San Diego e codiretor da ALERTWildfire. Ele diz que quando se trata de prevenção de incêndios florestais, o momento é de extrema importância. “Todos os incêndios começam pequenos”, disse, “mas quando o vento sopra, eles crescem tão rapidamente. É difícil parar os incêndios quando eles são do tamanho do Dixie Fire. Se pegarmos esses incêndios na fase incipiente, temos mais chances de salvar vidas”, disse.
O núcleo da operação do ALERTWildfire é uma rede de câmeras pan-tilt-zoom, que oferecem quase 360 graus de cobertura de um ponto de vista, como uma torre de vigilância de incêndio reaproveitada. Esses feeds de vídeo são transmitidos diretamente para os departamentos CalFire nos condados locais, fornecendo aos socorristas informações em tempo real. Simultaneamente, os dados de vídeo são alimentados em vários algoritmos de aprendizado de máquina para treinar a IA para fazer o mesmo trabalho.
“A visão computacional é essencial em um projeto que lida com dados de imagem”, disse Johnathan Klingspon, assistente de pesquisa no Laboratório de Drones da UC San Diego. “Temos muito trabalho de aprendizado de máquina na identificação de nuvens de fumaça e, em seguida, estamos combinando isso com extrínsecos de câmera para mapear esses incêndios em nosso gêmeo digital da Califórnia em tempo real.”
“Nós pode usar isso para estimar a biomassa no caminho do incêndio e, em última análise, ajudar a coordenar os esforços de combate a incêndios em tempo real”, disse Klingspon.
Esses dados visuais são combinados com outras fontes, como velocidade do vento, níveis de umidade, relatos de testemunhas oculares e outros para oferecer uma abordagem holística ao monitoramento de incêndios. Para os socorristas, a tecnologia representa uma ferramenta poderosa e sofisticada que os ajudará a gerenciar incêndios e proteger aqueles no caminho dos incêndios. Mais dados significam mais insights, o que ajuda no planejamento das respostas medidas. Com base nos dados, os bombeiros sabem a rapidez com que um incêndio está se espalhando, quais equipamentos são necessários e quantas unidades e pessoas são necessárias para responder. Esse gerenciamento mais preciso dos recursos pode aliviar a carga e manter os bombeiros preparados para a inevitável ocorrência de incêndios maiores.
As informações coletadas pela ALERTWildfire estão fazendo mais do que apenas observar incêndios. Está capacitando a ciência de todos os tipos. Em uma entrevista recente com o Dr. Falko Kuester, membro da equipe ALERTWildfire e professor da Jacobs School of Engineering da UC San Diego, falou sobre usar os dados para criar um “gêmeo digital” da Califórnia.
Usando dados visuais, o Dr. Kuester e seu laboratório construíram um fac-símile digital da Califórnia, que reflete sua geografia, topografia e muito mais. Este modelo está capacitando mais pesquisas sobre incêndios florestais. Kuester observa que ainda há muito que não sabemos sobre o comportamento dos incêndios florestais, e tentar estudar ou replicar as condições é proibitivamente perigoso. Mas, usando todos os dados à sua disposição, o ALERTWildfire é mais capaz de entender como eles queimam, quais condições podem diminuir ou aumentar os riscos de incêndio e como os esforços de resposta e contenção podem ser melhorados. Ele observou que este modelo pode ser expandido para entender outros fenômenos de macroescala no estado, como tsunamis ou terremotos.
Embora a modelagem de dados não esteja disponível publicamente, os feeds de vídeo que estão no centro de ALERTWildfire são. Em seu site, todos os feeds de vídeo são abertos ao público, o que significa que os moradores podem assistir às câmeras de seu condado. Isso por si só incentiva e melhora o ativismo cidadão que CalFire conta com ALERTWildfire para auxiliá-los no monitoramento de incêndios. Além disso, também significa que uma grande quantidade de dados está disponível para as pessoas estudarem e aproveitarem.
“Na rede de câmeras ALERTWildfire, temos quase 900 câmeras implantadas”, disse Eric Lo, especialista em robótica de campo e engenheiro de infraestrutura cibernética da ALERTWildfire, em entrevista. “Cada câmera, em média, nos dá uma nova imagem a cada segundo e meio.”
Câmeras e sensores também são constantemente adicionados ao sistema. Na escala atual do sistema, a rede de sensores captura 54 milhões de imagens por dia, adicionando aproximadamente 15 terabytes de dados por dia, ou 5,4 petabytes por ano.
“O aspecto chave que precisávamos para nosso cluster de armazenamento era que os dados estejam acessíveis. Temos 16 servidores com 60 discos rígidos cada, que somam 14,4 petabytes de espaço no disco rígido”, disse Lo. Devido ao escopo e tamanho dos dados envolvidos no projeto, a ALERTWildfire fez uma parceria com Strong The One Digital para fornecer o espaço de armazenamento necessário.
O projeto agora entra em sua próxima fase de armazenamento com um novo estado de última geração, datacenter sob medida. Devido às imensas necessidades do projeto, a equipe está empregando uma variedade de soluções de armazenamento para capturar os dados valiosos. O data center incluirá cerca de 1.150 unidades Ultrastar HC550 de 18 TB com capacidade total de mais de 20 petabytes, com os cartões micro SD WD Purple de 1 TB nas próprias câmeras.
Acesso público a um conjunto de dados tão grande também incentiva a ciência cidadã, capacitando a ação coletiva para um desafio que as pessoas de todo o oeste dos EUA enfrentam juntas.
Embora as condições para incêndios florestais provavelmente não melhorem tão cedo, a resiliência e a capacidade de resposta e supressão já é. Armados com dados e conhecimento, socorristas, funcionários públicos, voluntários, acadêmicos e leigos têm o poder de tomar a temporada de incêndio em suas próprias mãos para proteger a si mesmos, suas comunidades e a beleza natural de seu estado.
