Combatendo incêndios florestais com a IoT

Uma nova geração de sistemas de alerta de incêndio florestal baseados em IoT, oferecidos por startups como Redes Dryad estão chegando ao mercado. Eles farão a diferença em um mundo cada vez mais assolado por chamas?
Chamas cintilam no horizonte e se espalham incontrolavelmente no vale abaixo. O incêndio arrasa um aglomerado de edifícios externos, depois se transforma em um grupo de casas de família, deixando em seu rastro casas em chamas, posses carbonizadas e vidas arruinadas.

Esta tem sido uma cena muito comum no oeste dos Estados Unidos durante o verão de 2021. As consequências da qualidade do ar dos incêndios nos Estados do Oeste são extensas, com a fumaça das chamas chegando até Chicago e Nova York e causando grande poluição do ar nessas regiões. A prevenção de incêndios provavelmente está além do escopo da tecnologia, mas mitigar a gravidade? Isso é perfeitamente possível. Há um número pequeno, mas crescente, de empresas de IoT tentando provar isso.

O incêndio florestal Bootleg queimando atualmente perto de Bly, Oregon. O fogo é tão intenso que está criando seu próprio clima, incluindo raios.
Um número maior de incêndios florestais mais intensos é um problema que de forma alguma se limita aos EUA. Incêndios intensos também ocorreram na Amazônia e na Austrália nos últimos anos.

As pessoas debatem as razões para o crescimento dos incêndios florestais, citando tudo, desde a causa raiz óbvia da mudança climática até as origens locais, como incêndios em torres de células 5G no Colorado ou tiro ao alvo em Nevada.

Independentemente das causas, os efeitos dos incêndios florestais são devastadores e estão ocorrendo com muito mais frequência à medida que avançamos no segundo quarto do século XXI. O National Interagency Fire Center diz que desde 20 de julho deste ano, 83 grandes incêndios foram queimados nos Estados Unidos, e mais de 2.585.492 acres viraram fumaça até agora. De forma alarmante, os especialistas afirmam que os incêndios florestais são responsáveis ​​por cerca de 20% das emissões globais anuais de CO2.

O Fogo Bootleg é o fogo selvagem du jour nos EUA, queimando mais de 400.000 acres de floresta no Oregon. Ao mesmo tempo, o incêndio Dixie na Califórnia varreu mais de 197.000 acres em três condados no Golden State, e está apenas 22% contido na segunda-feira, 26 de julho, de acordo com CalFire.

“Em média, os incêndios florestais queimam o dobro da área de terra a cada ano do que há 40 anos”, diz Climate Central, uma organização independente de cientistas e jornalistas que pesquisam e relatam o aquecimento global.

Então, o que podemos fazer para evitar incêndios florestais, pergunta Smokey The Bear?

Quanto mais cedo um incêndio for descoberto, mais fácil será interrompê-lo ou contê-lo. Quando condições perigosas são detectadas antes do início de um incêndio, as autoridades podem prevenir um desastre antes que ele comece. A detecção precoce de incêndios em regiões florestais, no entanto, é extremamente difícil. Antes do advento do monitoramento de aeronaves e da tecnologia GPS por satélite, as áreas sujeitas a incêndios florestais dependiam de boletins meteorológicos, um exército de vigilantes sazonais e muita sorte para combater os incêndios florestais.

Soluções IoT?

Algumas empresas iniciantes, bem como outras empresas, estão desenvolvendo sistemas IoT usando sensores sem fio para dar um alerta antecipado de atividade de incêndio florestal. As empresas que fornecem esses sistemas atualmente incluem Dryad, LADsensors e Seidor.

EE Times falou com Carsten Brinkschulte, cofundador e CEO da Dryad Networks sobre como sua empresa está introduzindo um sistema de sensor baseado em energia solar LoRaWAN para detecção precoce. “Uma parte importante de nossa inovação… é que adicionamos… uma infraestrutura de rede em malha ao LoRaWAN. Basicamente, adicionamos a capacidade das estações-base de se comunicarem e sussurrarem em chinês, uma recebe a mensagem, ela a passa para a próxima e para a próxima até chegar a um gateway conectado à Internet ... Com isso, nós pode cobrir vastas áreas, como milhares de quilômetros quadrados, sem que cada estação base esteja conectada à Internet ”, disse Brinkschulte.

Os sensores podem se conectar a gateways de fronteira que se conectam à Internet via LTE-M, ou conectividade Ethernet para adicionar uma antena parabólica Starlink. “Cada gateway de fronteira é habilitado para o Swarm”, também acrescentou Brinkschulte.

Os sensores não têm bateria e não têm peças cuja manutenção possa ser feita pelo usuário. “Eles simplesmente ficam pendurados em uma árvore”, observou Brinkschulte. Na verdade, Dryad até usou a Internet das Árvores como um slogan em alguns de seus materiais de imprensa.

(Fonte:Dryad Networks)
Os sensores integram um chip sensor de gás Bosch BME688 que detecta a composição do gás do ar - ele analisa o hidrogênio, dióxido de carbono, monóxido de carbono. Em seguida, o sensor Dryad usa aprendizado de máquina e processamento de borda para detectar a combinação de gases típica de um incêndio florestal. “Obtemos alta precisão e baixas taxas de falha”, afirma Brinkschulte.

Pegar fogo

Dríade tem como objetivo a detecção de incêndios florestais em menos de uma hora. “Quando você está olhando para o fogo, quanto mais cedo puder pegá-lo, melhor, certo? Tão simples como isso. E podemos detectar [um incêndio] antes de ser um incêndio, quando ainda está na fase de combustão lenta ”, diz Brinkschulte. Isso torna muito mais fácil para os bombeiros lidar com um problema antes que ele se torne um desastre de incêndio florestal.

Em uma área de interface urbano-selvagem que possui estradas e florestas, você precisaria de cerca de 500 sensores para cobrir 10 milhas quadradas, diz Brinkschulte. Depois de entrar em extensões de floresta selvagem, o número de sensores necessários cairia para cerca de 250.

O preço padrão - antes de qualquer desconto por volume - é atualmente cerca de US $ 50 por sensor, diz o CEO. Isso se traduz em cerca de US $ 25.000 para sensores que cubram uma área de interface urbano-selvagem.

“É claro que daremos descontos por volume”, observa Brinkschulte. Ele espera que o preço de um sensor caia para cerca de US $ 20 cada, uma vez que o Dryad avance para a fabricação em grande escala, produzindo milhões de unidades.

A inicialização também cobra uma taxa de assinatura anual para o serviço, que constitui cerca de 10 a 15% do custo do hardware. Portanto, este não é um produto IoT projetado para o seu consumidor médio (ou mesmo um fazendeiro) na fronteira entre áreas silvestres e urbanas. O CEO diz que Dryad tem conversado com governos, empresas de energia e empresas florestais privadas (ou seja, empresas madeireiras) enquanto apresenta seu produto.

O CEO observa que o Dryad pode adicionar outros tipos de sensores à rede à medida que ela é implementada. Isso, diz ele, será de particular interesse para as empresas madeireiras, pois elas também podem observar o monitoramento do solo e o crescimento das árvores.

Ainda é muito cedo para sistemas de alerta precoce de incêndio florestal baseados em IoT. Eles realmente não foram testados no calor da chama. Esses novos sistemas IoT podem potencialmente fornecer um novo nível de defesa contra incêndios florestais, em um momento em que o mundo precisa desesperadamente disso.

“Não vai resolver o problema sozinho, mas pensamos que é um complemento muito importante para o quebra-cabeça que é extremamente complementar às soluções baseadas em satélite ou câmeras, porque temos essa capacidade de detecção ultra-precoce”, afirma Brinkschulte.

>> Este artigo foi publicado originalmente em nosso site irmão, EE Vezes.