IoT per rilevamento incendi: come la tecnologia supporta la prevenzione

Per contrastare la piaga degli incendi, la prevenzione e l’intervento tempestivo sono fondamentali. In questo caso la tecnologia IoT aiuta, come dimostrano tre progetti di ricerca nel mondo.

TAKEAWAY

  • Ogni anno nel mondo scoppiano incendi, causando morti e danni ingenti, ambientali ed economici. Solo in Europa, dal 2000 al 2017, i roghi hanno distrutto 8,5 milioni di ettari di foreste.
  • Per contrastare un incendio è fondamentale intervenire nelle sue prime manifestazioni. In questo caso soluzioni IoT possono essere preziose.
  • Sul tema, di recente, sono stati avviati tre progetti di ricerca nel mondo, che vedono combinati sensori IoT, droni e cloud.

Scende in campo l’IoT per rilevamento incendi negli ambienti esterni. Sistemi Internet of Things abbinati a tecnologie specifiche possono fornire un grosso contributo per alleviare una piaga che colpisce boschi e foreste di tutto il mondo. Solo negli Stati Uniti si sono contati nel 2020 quasi 59mila incendi che hanno bruciato più di 10 milioni di acri.

In Europa, dal 2000 al 2017, i roghi hanno distrutto 8,5 milioni di ettari (poco meno di mezzo milione di ettari ogni anno), causando la perdita di 611 vite umane oltre a causare perdite economiche per di più di 54 miliardi di euro, rivela Greenpeace sulla base di evidenze scientifiche. In Italia in soli due mesi estivi del 2020 si sono contati 500 incendi e i recenti fatti di cronaca hanno messo in evidenza che anche quest’anno è stata un’altra estate rovente.

L’innovazione tecnologica e la ricerca sono in grado di fornire un grande aiuto in questo senso. Si contano ben tre ricerche condotte nel mondo che possono fornire un aiuto al rilevamento degli incendi in tempi rapidi, fornendo un vantaggio ai vigili del fuoco impegnati nelle operazioni sul campo.

In Arabia Saudita i ricercatori della King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) hanno scoperto che le reti di sensori IoT a terra accoppiati con i droni aerei potrebbero dare ai vigili del fuoco un vantaggio critico quando combattono gli incendi.

In California è stato avviato a maggio il progetto BurnMonitor, soluzione IoT di rilevamento precoce degli incendi che combina sensori a terra, strumenti di analisi dei dati e immagini satellitari.

In Europa si sta mettendo a punto OFIDIA2, una piattaforma di prevenzione del pericolo incendi per la previsione e il monitoraggio del pericolo incendi in tempo quasi reale. Il progetto fornisce i dati dei sensori e le previsioni meteorologiche in Italia e in Grecia, più precisamente in Puglia e in Epiro per supportare le decisioni operative di lotta agli incendi, compreso un modello di proiezione del comportamento degli incendi e una sala di controllo dedicata per la gestione degli incendi. Anche in questo caso l’IoT per il rilevamento incendi è basilare.

IoT per rilevamento incendi: la ricerca avviata in Arabia Saudita

Si basa su un sistema composto da sensori IoT per rilevamento incendi combinati all’impiego di droni per fornire uno strumento utile per i vigili del Fuoco il sistema messo a punto dal team di ricerca della KAUST, università dell’Arabia Saudita.

I ricercatori hanno scoperto che le reti di sensori a terra accoppiati con i droni potrebbe ridurre significativamente il tempo necessario per rilevare un incendio selvaggio, dando ai vigili del fuoco maggiori possibilità di contenere il fuoco prima che si estenda troppo e diventi ingestibile.

Il rilevamento degli incendi è effettuato di solito mediante l’impiego di immagini satellitari e telecamere a distanza, ma queste tecnologie possono essere ostacolate dal tempo nuvoloso e gli incendi possono crescere fino a dimensioni considerevoli prima di essere individuati.

L’Internet delle Cose potrebbe permettere di monitorare la foresta, cogliendo i primi segni di fumo e calore, mediante l’impiego di sensori IoT a basso costo e distribuendoli nella foresta. Tuttavia questo tipo di sensori economici non ha batteria e neppure la potenza di calcolo sufficiente per comunicare un evento di rilevamento del fuoco attraverso una complessa rete IoT al centro di controllo prevenzione incendi.

Qui entrano in campo i sistemi UAV, ovvero aeromobili a pilotaggio remoto: essi potrebbero volare sopra la foresta per raccogliere in modalità wireless i dati da ogni sensore, tornando alla base per segnalare un incendio o per ricaricare le batterie. Una rete che combini sensori IoT e UAV diventa un’opzione sempre più efficace ed economicamente sempre più vantaggiosa.

Le reti UAV-IoT saranno complementari all’imaging satellitare” ha affermato Tareq Al-Naffouri, docente di Ingegneria elettrica e informatica del KAUST e parte attiva della ricerca. “Inoltre sarebbero particolarmente adatte per rilevare incendi nelle aree ad alto rischio, come nelle zone adiacenti agli insediamenti umani e nei parchi nazionali“.

Italia e Grecia studiano la prevenzione incendi con Ofidia 2

L’ IoT per rilevamento incendi è parte integrante del progetto Ofidia 2, coordinato da Fondazione CMCC (Centro Euro-Mediterraneo sul Cambiamento Climatico) in Puglia e nell’Epiro (Grecia).

Si tratta di un progetto basato principalmente sulla realizzazione di una piattaforma di prevenzione del pericolo d’incendio operativo (questo è il significato per esteso dell’acronimo: Operational Fire Danger preventIon plAtform 2), finalizzata alla prevenzione del pericolo incendi e al monitoraggio in tempo pressoché reale.

Oltre a fornire i dati dei sensori e le previsioni meteorologiche in Puglia e in Epiro, il progetto intende supportare le decisioni operative di lotta agli incendi, compreso un modello di proiezione del comportamento degli incendi e una sala di controllo dedicata per la gestione degli incendi.

Il sistema esegue un monitoraggio real time attraverso i dati dei sensori e fornisce previsioni meteorologiche nelle due regioni. Con l’aiuto di videocamere HD, reti di sensori wireless e droni, i soggetti interessati possono pattugliare efficacemente le aree ad alto rischio da remoto.

Che parte svolge l’IoT per rilevamento incendi? Le reti di sensori wireless, parte integrante del sistema, si basano sull’osservazione in tempo reale dell’eco-fisiologia degli alberi e dei parametri meteorologici per mezzo di sensori IoT wireless avanzati chiamati TreeTalkers Fire. Il sistema permette l’acquisizione, l’elaborazione e l’archiviazione dei dati, e il cruscotto di monitoraggio intende supportare le parti interessate a prendere decisioni informate sulla mitigazione degli incendi e sull’inquinamento atmosferico. Sono stati installati 120 sensori in quattro aree naturali protette in Puglia, coprendo oltre 100 ettari di bosco.

I TreeTalker sono costituiti da una serie di sensori capacitivi, infrarossi e ottici in grado di catturare importanti parametri di pre-allarme sullo stato di salute della pianta e del sito circostante, compresi i parametri di pericolo e di allarme per il rilevamento degli incendi, e di agire quando l’incendio è in corso. Il monitoraggio in tempo reale è garantito anche dalle telecamere installate nei boschi e dai droni utilizzati durante gli incendi.

Prevenzione incendi con IoT e cloud: accade in California con BurnMonitor

Un’altra soluzione basata su IoT per rilevamento incendi è stata messa a punto di recente anche in California, Stato USA particolarmente colpito dalle fiamme. Nel corso della stagione degli incendi 2020, che è costata la vita a decine di persone, in California sono andati in fiamme 4 milioni di acri e le perdite economiche superano i 12 miliardi di dollari.

La soluzione messa a punto è parte integrante del progetto BurnMonitor – che riunisce diversi soggetti, tra cui aziende, università e centri di ricerca, tra i quali l’Istituto di ricerca nazionale francese per la scienza e la tecnologia digitale (INRIA), e l’Università della California Berkeley – avviato per rispondere alle esigenze del Moraga-Orinda Fire District (MOFD), che fornisce servizi di protezione antincendio e servizi medici di emergenza alla città di Moraga, in California.Anche in questo caso l’idea alla base è prevenire l’incendio quando è appena innescato.

Prevenire che questo accada è lo scopo di BurnMonitor, una soluzione IoT di rilevamento precoce degli incendi che combina sensori sul campo, strumenti di analisi dei dati e immagini satellitari.

BurnMonitor funziona così. I vigili del fuoco installano una rete di sensori wireless intorno alle aree da proteggere. Gli involucri di plastica (testati per resistere fino a una temperatura fino a 125 °C) contengono i sensori necessari per rilevare il fuoco, così come l’elettronica per comunicare in modalità wireless. 

I sensori IoT per rilevamento incendi sono montati su un palo a un metro di altezza e installati a 50 metri l’uno dall’altro, formando una rete mesh wireless a bassa potenza altamente affidabile intorno a un dispositivo gateway. Quando un sensore rileva un incendio, invia l’informazione al gateway, che poi li inoltra i dati al cloud BurnMonitor utilizzando un modem 3G. Le prime sperimentazioni con sistemi proof-of-concept sono stati avviati e i prossimi passi prevedono l’implementazione della tecnologia in diverse parti della California.

Impatti e prospettive dell’impiego di soluzioni IoT per rilevamento incendi

L’adozione di sistemi IoT per rilevamento incendi si prospetta assai interessante soprattutto per monitorare e individuare la formazione di un incendio nelle sue primissime manifestazioni, quando si può riuscire a intervenire efficacemente.

Giusto per comprendere: quando una sigaretta viene gettata fuori da un’auto all’esterno, incendia erba secca, formando un piccolo incendio che progredisce abbastanza lentamente. A quello stadio, un solo mezzo dei pompieri impiega meno di un’ora per mettere completamente in sicurezza la zona colpita

Se però quel piccolo incendio rimane inosservato per circa un’ora e mezza ha tempo di raggiungere la linea degli alberi e di trasformarsi in un incendio decisamente più vasto.

Arrivare sul punto prima, contando su una rete di sensori IoT, combinati con videocamere ad alta risoluzione, oppure con droni e altre soluzioni tecnologiche, permette di raccogliere dati, inviarli alla centrale e dare l’allarme per arrivare tempestivamente.

Oltre al fattore umano, pesa sempre più il contesto dei cambiamenti climatici nella formazione degli incendi. Tutelare i boschi è una priorità per contrastare il climate change: la tecnologia può contribuire a ottimizzare tempi, efficacia e interventi.

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Andrea Ballocchi
Giornalista specializzato in tecnologia, focalizzato su temi che riguardano l'Internet of Things e le tecnologie emergenti che hanno un impatto significativo sulla vita quotidiana e su quella futura. Oltre alla tecnologia si occupa anche di temi legati alla sostenibilità ambientale e non solo (edilizia, architettura, design...)
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