Aproveitando IoT para Detecção Precoce e Prevenção de Incêndios Florestais

Novos sistemas de alerta precoce baseados em IoT

Uma nova geração de sistemas de alerta precoce de incêndios florestais baseados em IoT, oferecida por startups como Dryad Networks, está surgindo no mercado. Essas tecnologias farão diferença mensurável em um mundo onde incêndios florestais são cada vez mais comuns?

Chamas piscam no horizonte e se espalham incontrolavelmente pelo vale abaixo. O incêndio devasta um conjunto de anexos, depois avança sobre um grupo de casas familiares, deixando em seu rastro casas fumegantes, pertences carbonizados e vidas arruinadas.

Esta cena tornou-se finamente familiar no oeste dos Estados Unidos durante o verão de 2021. A fumaça resultante chegou a Chicago e Nova York, criando sérios problemas de qualidade do ar. Embora prevenir incêndios totalmente possa estar além do alcance da tecnologia, mitigar sua severidade é alcançável. Um número crescente de empresas IoT está provando este ponto.

Incêndios florestais intensos não se limitam aos EUA; Amazônia e Austrália também sofreram incêndios devastadores nos últimos anos.

Debates sobre causas variam de mudanças climáticas a fatores locais como incêndios em torres 5G no Colorado ou incidentes de tiro ao alvo em Nevada.

Independentemente da causa, o impacto dos incêndios florestais é catastrófico e a frequência está subindo. O Centro Interagencial Nacional de Incêndios relatou que, em 20 de julho, 83 grandes incêndios queimaram nos EUA, totalizando mais de 2.585.492 acres. Especialistas estimam que incêndios florestais contribuem aproximadamente 20% das emissões globais anuais de CO₂.

O Incêndio Bootleg é atualmente o maior incêndio florestal nos EUA, tendo consumido mais de 400.000 acres no Oregon. Enquanto isso, o Incêndio Dixie na Califórnia queimou mais de 197.000 acres em três condados e estava apenas 22% contido em 26 de julho.

Climate Central relata que, em média, a área queimada por incêndios florestais dobrou nas últimas quatro décadas.

Soluções IoT

Startups como Dryad Networks, LADsensors e Seidor estão desenvolvendo redes de sensores sem fio que entregam alerta precoce em tempo real de atividade de incêndio florestal.

EE Times conversou com Carsten Brinkschulte, co-fundador e CEO da Dryad Networks, sobre seu sistema de sensores baseado em LoRaWAN alimentado por energia solar. "Nossa inovação adiciona uma rede mesh ao LoRaWAN, permitindo que estações base retransmitam mensagens entre si até alcançarem um gateway conectado à internet", explicou Brinkschulte. "Essa arquitetura nos permite cobrir milhares de quilômetros quadrados sem exigir que cada estação base tenha um link direto à internet."

Os sensores conectam-se a gateways de borda que transmitem dados via LTE-M, Ethernet ou antena satélite Starlink. Todos os gateways são habilitados para enxame, permitindo compartilhamento colaborativo de dados.

Os sensores sem bateria são projetados para simplesmente pendurar em uma árvore, sem necessidade de manutenção. A Dryad até promoveu o conceito como 'Internet das Árvores' em seu marketing.

Cada sensor integra um chip de detecção de gás Bosch BME688 que monitora hidrogênio, dióxido de carbono e monóxido de carbono. Usando processamento na borda e algoritmos de machine learning, o sensor identifica a assinatura de gás característica de um incêndio inicial, gerando alta precisão e baixas taxas de falso alarme.

Detectando Incêndios Precocemente

A Dryad visa detecção sub-hora de atividade de incêndio florestal. "Quanto mais cedo um incêndio é detectado — idealmente durante a fase de combustão lenta — mais eficaz a resposta", disse Brinkschulte. Essa capacidade permite que serviços de bombeiros intervenham antes que um incêndio escale.

Em uma zona de interface urbano-florestal com estradas e floresta, uma cobertura de 10 milhas quadradas exigiria aproximadamente 500 sensores. Em floresta densa, a densidade cai para cerca de 250 sensores por 10 milhas quadradas.

O preço base para um sensor é atualmente cerca de $50, tornando uma instalação de interface de 10 milhas custar aproximadamente $25.000. Descontos por volume são esperados, e Brinkschulte projeta que preços unitários poderiam cair para $20 uma vez que a Dryad escale produção.

Além do hardware, a empresa cobra uma taxa de assinatura anual que constitui 10-15% do custo do hardware. A solução é voltada para governos, utilities e grandes empresas florestais, não para consumidores individuais.

A Dryad também planeja integrar outros tipos de sensores — como umidade do solo e monitores de crescimento de árvores — em sua rede, o que poderia ser particularmente valioso para empresas de extração de madeira.

Esses sistemas de alerta precoce baseados em IoT ainda estão em estágios iniciais e ainda não passaram por testes de campo completos durante incêndios ativos. No entanto, representam uma nova camada promissora de proteção que complementa monitoramento baseado em satélite e câmeras.

Embora não sejam uma panaceia, Brinkschulte diz que a tecnologia oferece uma capacidade crítica de detecção ultra-precoce que se encaixa perfeitamente no kit de ferramentas mais amplo de gestão de incêndios florestais.

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