Wojna z pożarami staje się zaawansowana technologicznie

W grudniu ubiegłego roku rolnik palił suche winorośl w swojej winnicy w Deir Mar Moussa, miasteczku na wzgórzu kilkanaście mil na wschód od Bejrutu, znanym z XVIII-wiecznego klasztoru i drzewostanów sosnowych. Zwykle byłoby to niebezpieczne, biorąc pod uwagę, że gorący i suchy klimat Libanu może szybko zamienić iskrę w pożar.

Ale tego dnia udało się uniknąć najgorszego. Urządzenie wyprodukowane przez niemiecki startup „wyczuło” dym z ogniska rolnika i wysłało ostrzeżenie, umożliwiając władzom zapobiegnięcie jego rozprzestrzenianiu się. Biorąc pod uwagę niedawną eksplozję pożarów wywołanych globalnym ociepleniem na całej planecie, szybkie wykrywanie jest potrzebne bardziej niż kiedykolwiek.

W tym przypadku urządzenie o nazwie Silvanet firmy Dryad Networks zidentyfikowało unikalne wzorce gazów w powietrzu, które wskazywały, że coś płonie w Deir Mar Moussa.

W miarę wzrostu średniej globalnej temperatury i postępu zmian klimatycznych pożary stają się coraz bardziej katastrofalne, pustoszą społeczności i uwalniają do atmosfery ogromne ilości gazów cieplarnianych. Płonące liście i zarośla mogą pozostać niezauważone przez wiele godzin, a nawet dni, dopóki przechodnie lub przelatujący samolot nie zgłoszą władzom dymu.

Ponieważ wiele pożarów lasów tli się na długo przed wybuchem płomieni, otwiera się szansa na nową generację sprzętu do wykrywania dymu. Dyrektor naczelny Driady, Carsten Brinkschulte, nazywa go elektronicznym nosem. „Jeśli dojdziesz do pożaru, gdy jest mały, masz o wiele więcej możliwości do wykorzystania, niż w przypadku wykrycia go, gdy jego powierzchnia wynosi dwa, trzy, pięć hektarów” – mówi. „W tym momencie bardzo trudno jest to opanować”.

Logicznym rozwinięciem tego jest fakt, że rodzący się przemysł już opracowuje plany dotyczące eskadr dronów strażackich, które pewnego dnia mogą na stałe stacjonować wśród drzew i czekać na sygnał umożliwiający ugaszenie pożaru, zanim będzie on mógł się rozprzestrzenić.

Co roku pożary powodują utratę pokrywy drzewnej o dodatkowe 23 000 mil kwadratowych w porównaniu z rokiem 2001 – czyli obszar nieco większy niż Chorwacja. Co roku w takich pożarach giną setki osób, a prawie pół miliona kolejnych traci domy lub zostaje przesiedlonych.

Każdy pożar uwalnia do atmosfery niebezpieczne chemikalia, które mogą zwiększyć ryzyko chorób i śmierci ludzi oddalonych o setki, a nawet tysiące kilometrów. W badaniu opublikowanym w październiku oszacowano, że w 2010 r. każdego roku w wyniku dymu z pożarów zginęło o 10 000 więcej osób niż w latach 60. XX w.

I oczywiście im więcej dymu, tym większe globalne ocieplenie. Według badania opublikowanego w czasopiśmie Nature zeszłoroczne pożary w Kanadzie wyemitowały około 640 milionów ton węgla, czyli więcej niż roczna emisja paliw kopalnych w jakimkolwiek kraju z wyjątkiem Chin, Stanów Zjednoczonych i Indii.

Od 2001 r. emisja dwutlenku węgla powstająca w wyniku pożarów wzrosła o 60%. A jeśli to wszystko nie jest wystarczająco złe, zniszczenia, jakie wyrządzają faunie i roślinności, mogą mieć tragiczne konsekwencje dla ekosystemów i pozostawionego przez nie spalonego krajobrazu.

To był rok 2018, szczególnie zły rok pod względem pożarów, kiedy Brinkschulte – doświadczony niemiecki dyrektor ds. telekomunikacji – powiedział, że przyszło mu do głowy, że istniejące metody wykrywania nie nadążają. Satelity mogą wykrywać pożary z kosmosu, a kamery mogą badać obszary podatne na wybuchy epidemii, ale w obu przypadkach pożary muszą być już wystarczająco duże, aby wytworzyć widoczne smugi dymu lub płomienie przedostające się przez koronę lasu.

Brinkschulte twierdzi, że chciał stworzyć system wykrywający pożary, zanim się eskalują, w oparciu o „skalowalny i zrównoważony model biznesowy”. Każdy z czujników Silvanet firmy Dryad jest wyposażony w warstwę półprzewodnika z tlenku metalu, która reaguje z gazami zawartymi w powietrzu.

Według Brinkschulte obecność wodoru, tlenku węgla i innych gazów, występujących we wczesnej fazie pożaru, powoduje zmianę rezystancji elektrycznej czujnika, tworząc specyficzny „odcisk palca”. Następnie sztuczna inteligencja analizuje skład gazu w czasie rzeczywistym. Dryad twierdzi, że system pozwala użytkownikom geolokalizować źródło pożaru w promieniu 320 stóp od każdego urządzenia.

Driada nie jest bynajmniej osamotniona w tej dziedzinie. Departament Bezpieczeństwa Wewnętrznego Stanów Zjednoczonych rozmieścił czujniki wyprodukowane przez firmę N5 z Rockville w stanie Maryland.

Nazywają się N5SHIELD i obecnie znajdują się na hawajskiej wyspie Maui, która w zeszłym roku ucierpiała w wyniku katastrofalnego pożaru. Głównym produktem firmy jest Silvanet, do tej pory dostarczono ponad 20 000 czujników. Każdy z nich kosztuje mniej niż 100 dolarów za sztukę, ale klienci muszą również uiścić opłatę za usługę za dostęp do platformy chmurowej firmy.

Firma twierdzi, że ma ponad 100 klientów w 20 krajach, a odbiorcami są głównie samorządy lokalne i gminy. W USA kalifornijska agencja zapobiegania pożarom testowała 400 czujników Driady w lesie stanowym Jackson Demonstration, około 260 mil na północ od San Francisco.

Jednym z problemów związanych z technologią czujników jest jednak dokładność. Jeśli jest zbyt wrażliwy, może prowadzić do fałszywych alertów. I choć sieci indywidualnych detektorów przymocowanych do drzew są przydatne wzdłuż szlaków turystycznych i linii wysokiego napięcia przebiegających przez obszary zalesione, gdzie często rozpoczynają się pożary, gdzie indziej są mniej skuteczne. Aby szybko wykryć małe pożary na większych obszarach, potrzebne są kamery.

W Tourrettes-sur-Loup, wiosce na południu Francji, testowano niedawno specjalne aparaty opracowane przez polską firmę SmokeD. Urządzenie robi zdjęcia co kilka sekund, wykorzystując sztuczną inteligencję do jednoczesnego porównywania każdego zdjęcia w ramach systemu ciągłego monitorowania.

Kamery wymagają jednak znacznej infrastruktury, takiej jak podwyższone punkty montażowe i ciągłe źródła zasilania, a wszystko to ogranicza ich skalowalność, zwłaszcza w odległych obszarach. Sam sprzęt może stanowić zagrożenie pożarowe.

W Internecie pojawia się jednak nowa technologia satelitarna, która może sprawić, że platformy orbitujące staną się bardziej przydatne w wykrywaniu pożarów w trudno dostępnych miejscach. Tradycyjne systemy satelitarne często mają trudności z wykryciem pożarów we wczesnym stadium, ponieważ satelity geostacjonarne muszą znajdować się dziesiątki tysięcy mil nad równikiem, co ogranicza ich zdolność do wykonywania zdjęć o wystarczającej rozdzielczości.

Satelita krążący nisko po orbicie okołoziemskiej pozwala na wykonywanie zdjęć w wysokiej rozdzielczości, ale nie będzie skanował wystarczająco często tego samego miejsca na Ziemi. Potrzebna jest duża liczba satelitów, które będą w stanie uzyskać obrazy tej samej lokalizacji na poziomie, który będzie użyteczny, mówi Christopher Van Arsdale, kierownik ds. klimatu i energii w Google Research.

We wrześniu zespół Van Arsdale’a ogłosił utworzenie FireSat, specjalnie zbudowanej konstelacji satelitów zaprojektowanych do wykrywania pożarów na małą skalę w skali globalnej. FireSat twierdzi, że planuje do 2028 r. umieścić na miejscu konstelację 52 satelitów, każdy wyposażony w czujniki termiczne na podczerwień, które będą w stanie zidentyfikować potencjalne pożary w niemal każdych warunkach pogodowych.

„To nie wykrycie zmienia zasady gry, ale możliwość zmiany sposobu, w jaki radzimy sobie z pożarami”.

Według firmy zdjęcia całej planety w wysokiej rozdzielczości będą odświeżane co 20 minut, a system będzie w stanie w tym okresie uchwycić pożar wielkości wielkości sali szkolnej w dowolnym miejscu. Pierwszy satelita ma wylecieć na orbitę na początku przyszłego roku.

Nad podobnym systemem pracuje inny niemiecki startup o nazwie OroraTech. Według Thomasa Grüblera, dyrektora ds. strategii i współzałożyciela OroraTech, firma wystrzeliła już dwa satelity, a celem jest wystrzelenie 98 kolejnych do 2028 r. Firma twierdzi, że dzięki 100 satelitom będzie w stanie wykryć satelitę o średnicy 13 -13 stóp strzela na całym świecie w ciągu 30 minut lub krócej.

Grübler widzi świat, w którym łączą dane z FireSat, zapewniając „jeszcze szybsze możliwości wykrywania”.

Driada ma nadzieję wyjść poza wykrywanie i przejść do rzeczywistego gaszenia pożarów, wystrzeliwując autonomiczne drony, które reagują na pożary takie jak ten, który prawie miał miejsce w Deir Mar Moussa. „Jesteśmy w wyjątkowej sytuacji, ponieważ tak wcześnie wykrywamy pożary, więc drony mają szansę je ugasić” – mówi Brinkschulte.

Na obszarach, gdzie regularnie wybuchają pożary, można umieścić drony wykorzystujące nową technologię tłumienia pożarów, zapewniając szybką i zautomatyzowaną reakcję.

Wszystkie startupy zdają się zgadzać, że najlepszym z możliwych światów jest jednoczesne wykorzystanie tych różnych technologii. Według Kate Dargan, starszej doradczyni w ramach inicjatywy Wildfire Resilience Initiative Fundacji Moore, strumień danych uzyskanych z satelitów może stanowić podstawę dla przyszłych środków łagodzących i ochronnych. „To nie wykrycie zmienia zasady gry, lecz możliwość zmiany sposobu, w jaki radzimy sobie z pożarami” – mówi.

Jednak Michael Wara, dyrektor programu polityki klimatycznej i energetycznej w Woods Institute for the Environment na Uniwersytecie Stanforda, przestrzega przed nadmiernym skupianiem się na technologiach wykrywania pożarów.

Chociaż nie ma wątpliwości, że wczesne i dokładne wykrywanie może pomóc w powstrzymaniu niektórych pożarów, jest to prawdą tylko wtedy, gdy dysponuje się zasobami umożliwiającymi efektywne wykorzystanie informacji. W odpowiednich warunkach, np. gdy wieje wiatr, niektóre pożary rozprzestrzenią się niezależnie od tego, jak wcześnie je wykryjesz. „Żadna ilość szybkiego wykrywania nie zmieni taktyki ani wyniku niektórych pożarów” – mówi.

Mówiąc szerzej, Wara ostrzega, że ​​ponieważ technologie wykrywania pomagają ugasić wolno rozprzestrzeniające się pożary, mogą one pozostawić szybko rozprzestrzeniające się pożary z większą ilością roślinności, która będzie napędzać ich rozwój.

Jeśli mamy mieć technologie satelitarne, kamery i czujniki, musimy także inwestować w kontrolowane oparzenia, mówi. „Ryzyko polega na tym, że zbytnio skupimy się na wykrywaniu, ale nie możemy zapominać o łagodzeniu skutków i zapobieganiu” – mówi Wara.

2024 Bloomberg LP Dystrybucja: Tribune Content Agency, LLC.