BRPI0618707A2 - método e dispositivo para detectar incêndios florestais - Google Patents

Abstract

MéTODO E DISPOSITIVO PARA DETECTAR INCêNDIOS FLORESTAIS. A invenção se refere a um método detecção de incêndio em uma área arborizada caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: fornecer algumas árvores na área com um sensor de fogo (3), que é fornecido com um transmissor de radiofreqúência (7) capaz de transmitir um item de informação para a identificação e / ou localização de cada sensor, de acordo com uma grade da área a ser controlada; detecção cada sensor de fogo (3) o estado de presença ou ausência de fogo e, no caso da presença de fogo nas proximidades de um sensor de fogo, fazer com que o referido sensor transmita um sinal de alerta compreendendo um item de informação de identificação e! ou um sinal de localização do referido sensor para um terminal de controle (5) transmitir o sinal de alerta a partir do terminal de controle (5) para os bombeiros por meio de um link de radiofreqúência de faixa larga

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: "MÉTODO EDISPOSITIVO PARA DETECÇÃO DE INCÊNDIOS FLORESTAIS".

A invenção refere-se a métodos e dispositivos paradetecção de incêndios, em particular para a detecçãoprecoce de incêndios florestais.

Para os requisitos da presente descrição, o termo"floresta" será utilizado para designar, de maneira geral epara fins de simplificação, todas as áreas ao ar livre queincluem vegetação que é capaz de queimar, entendendo-seque, para efeitos do presente pedido, o termo "árvores", dareferida floresta abrange espécies de plantas de qualquertamanho e de qualquer tipo.

Métodos relativamente empíricos e visuais para adetecção de incêndios florestais, com base no princípio de"fumaça sem fogo" já são conhecidas na técnica anterior.

Por exemplo, um primeiro método consiste no envio, para aárea a ser observada, as pessoas encarregadas dolevantamento da floresta, vendo qualquer suspeita de fumaçae confirmando o início de um incêndio, quando necessário.

Na verdade, quando é detectado um incêndio rapidamente, émais fácil intervir numa fase precoce e, assim, evitar queo fogo se espalhe rapidamente e devaste centenas dehectares de floresta. Este método é caro devido aos meioshumanos que são mobilizados. Além disso, é ineficaz emáreas geográficas que são de difícil acesso.

Outro método que é usado geralmente consiste emexaminar visualmente uma área arborizada de um ponto deobservação, que geralmente é colocado a uma altura. Estasolução é igualmente dispendiosa em termos de meioshumanos, pois, a fim de cobrir uma área ampla, umapluralidade de pontos de observação são necessários e cadaponto de observação exige uma equipe de agentes que sereveza para o levantamento da floresta em grupos de dois.

Se a fumaça for detectada, então alguém tem de ser enviadopara a área suspeita, a fim de verificar se este érealmente o início de um incêndio. Esta operação deverificar e confirmar os resultados é uma perda de tempopreciosa, já que não é fácil de localizar precisamente aárea onde o fogo pode ter começado. Se o fogo começou defato e se há algum vento, um tempo precioso pode serperdido antes de efetivamente confirmar o início de um.incêndio e, na efetivamente mobilizar os meios paracombater o fogo. Por outro lado, não é possível, do pontode vista econômico, enviar importantes meios para combatero fogo antes de ter efetivamente confirmado e localizadocom precisão o início de um incêndio.Os dois métodos conhecidos descritos acima são,algumas vezes, usados em combinação, o que aumenta o custoda vigilância, mas sem garantir a eficácia absoluta.

Além disso, nenhum dos métodos já conhecidos faz comque seja possível acompanhar de maneira certa e eficaz, apropagação de um incêndio após este ter começado, a menosque um avião ou helicóptero de observação sejam adicionadostambém, que são particularmente caros.

Um objetivo da invenção é, portanto, propor um métodoe um dispositivo para detecção de incêndios florestais, semas desvantagens dos métodos conhecidos.

Outro objetivo da invenção é propor um método e umdispositivo para detectar e seguir incêndiosautomaticamente, o que torna possível limitar ao mínimoestrito as intervenções humanas exigidas na fase delevantamento e detecção do início de um incêndio.

Outro objetivo da invenção é propor um método e umdispositivo para detecção de incêndios que torna possíveldetectar o início de um incêndio muito rapidamente, etambém localizar o referido fogo, com grande precisão, oque torna possível dirigir o primeiro meio de intervençãopara o local rapidamente.

Outro objetivo da invenção é propor um método e umdispositivo para detecção de incêndios, que é capaz deseguir em tempo real a propagação de um incêndio nafloresta depois de ter iniciado, inclusive durante a noite.

Para este efeito, a invenção se refere a um sistemapara a detecção precoce do inicio de um incêndio florestal,caracterizada em que compreende uma pluralidade de sensoresformando uma grade em toda a área de floresta a sermonitorada, cada sensor sendo capaz de detectar localmenteo inicio de um incêndio e estando associada a umtransmissor de radiofreqüência, que é conectado via rádio auma estação de controle ou terminal de modo que a detecçãodo inicio de um incêndio nas proximidades de um sensor étransmitida automaticamente para o terminal de controle,que gera um sinal de alerta, em especial destinado ao Corpode Bombeiros.

De preferência, cada sensor e / ou cada terminal decontrole está associado com um item de informação deposicionamento, em particular do tipo GPS (GlobalPositioning System), e cada sensor transmite periodicamenteum sinal de identificação do terminal de controle de modoque a ausência de um sinal de identificação é interpretadacomo um provável inicio de um incêndio no local do sensorou nas imediações do terminal de controle.

Vantajosamente, o terminal de controle é configuradode modo a transmitir um sinal de alarme apenas em caso deausência simultânea do sinal de identificação de dois oumais sensores de incêndio vizinhos.

Pode ser considerado obter cobertura suficiente daárea de floresta a ser protegida com um sistema de detecçãoque utiliza entre 3 e 5 sensores por hectare de floresta.

De acordo com uma modalidade vantajosa do sistema dedetecção, cada sensor é composto por uma antena feita de ummaterial que se deteriora acima de um limiar de temperaturapré-determinada, de modo que qualquer aumento detemperatura nas proximidades do sensor acima do limite pré-determinado faz com que a antena desapareça ou se deterioree torne impossível para o sensor se comunicar com o seuterminal de controle.

De acordo com outra concretização do sistema dedetecção, cada sensor é sensível a um componente gasosorepresentante do início de um incêndio de modo que, quandoa concentração desses componentes gasosos exceder um limitepredeterminado na vizinhança de um sensor, este sensorenvia um alerta sinal para o terminal de controle.

É claro que é possível a utilização de sensores quecombinam a detecção de temperatura e a detecção de gás.

Idealmente, os sensores do sistema são organizados emárvores, aproximadamente no meio das mesmas.Outras características e vantagens da invenção setornarão visíveis ao ler a descrição detalhada dos desenhosanexos, em que:

A Figura 1 mostra um diagrama de blocos do sistema dedetecção de acordo com a invenção.

A Figura 2 mostra um diagrama de blocos de um sensorutilizado no sistema de detecção da figura 1.

É feita referência à figura. 1.

Esta figura mostra esquematicamente um sistema 1 paraa detecção antecipada e automática do início de um incêndioflorestal. Este sistema é composto por uma pluralidade desensores 3 capaz de detectar a evolução de um parâmetrofísico ou químico, a mudança do que é capaz de indicar oinício de um incêndio. Esta rede de sensores 3 forma umagrade em toda a área de floresta a ser monitorada, com umadensidade, ou seja, uma série de sensores por área desuperfície unitária, que uma pessoa versada no assunto serácapaz de determinar, caso a caso, em particular em funçãodo risco de recorrência de incêndios a partir da área a serprotegida ou as condições climáticas habituais na região.

Vai ser facilmente entendido que a escolha em relação àdensidade da rede de sensores é um compromisso entre ocusto do sistema, que aumenta com o número de sensores, eas condições ambientais da área a ser protegida. Destaforma, poderá ser facilmente entendido que a densidade darede de sensores deverá ser superior em uma área arborizadaque é bastante seca e, muitas vezes exposta aos ventosviolentos, como o Sul de França ou Portugal, por exemplo, eque pode ser menor em uma área arborizada localizada maisao norte. Por exemplo, pode-se determinar que um sistema dedetecção de acordo com a invenção já é muito eficaz secompreende entre 3 e 5 sensores por hectare de floresta, arede compreendendo, por exemplo, células grade quadrada comum sensor em cada canto de um quadrado e um terminal decontrole no centro de uma célula da grade.

É essencial para o funcionamento correto do sistema deacordo com a invenção que as informações relativas ao localde detecção do inicio de um incêndio por um dos trêssensores do sistema seja retransmitida o mais rápidopossível a um terminal de controle 5 para as informaçõesdos sensores, de modo a ser capaz de gerar um alerta e depôr em prática um dispositivo de combate a incêndio. Paraesse propósito, cada sensor 3 está associado com umtransmissor de radiofreqüência 7, que está ligado, depreferência, via radiofreqüência a um terminal de controlepróximo 5 de modo que a detecção do início de um incêndionas proximidades de um sensor 3 é transmitidaautomaticamente para o terminal de controle, que, então,gera um sinal de alerta de radiofreqüência de longoalcance, em especial destinado ao Corpo de Bombeiros.

A fim de obter a melhor granularidade possível, seriapossível equipar cada sensor 3 com meio de transmissão deradiofreqüência de longo alcance, de modo que cada sensorseria por si só capaz de alertar diretamente os bombeirosem caso de detectar o início de um incêndio . No entanto,essa solução seria muito cara. Uma variante preferida dainvenção é aquela em que os sensores 3 têm um intervalo deradiofreqüência em torno de 50 a 100 metros, o que ésuficiente para transmitir um sinal de alerta eidentificação para um terminal de controle 5 localizado nocentro da célula da grade de sensores em questão.

É claro que é possível fazer os sensores 3 e osterminais de controle 5 operarem de acordo com uma lógicapositiva, na qual o estado de cada sensor é permanentementemonitorado e qualquer alteração no estado é interpretadocomo o início de um potencial de incêndio. No entanto, épreferível fazer os sensores 3 e os terminais de controle 5operarem de acordo com uma lógica negativa, em que apenas ainterrupção de recepção de um sinal de detecção por umterminal de controle 5 é sinalizado, juntamente com ascoordenadas do sensor ou sensores 3, que pararam detransmitir. Esta solução tem a vantagem de colocar a ênfasediretamente sobre a área em que o fogo pode ter começado.

Ά fim de localizar precisamente a área em que o fogocomeçou, está previsto que cada sensor 3 compreende umaidentificação única, que é associado com um item deinformações sobre o posicionamento do sensor (ou o maispróximo do terminal de controle), em particular do tipo GPS(Global Positioning System). É, portanto, suficiente quecada sensor 3 transmita via rádio um item de informação queinclui seu número de identificação e um banco de dados fazcom que seja possível determinar a relação entre aidentificação de cada sensor e sua localização geográfica.

Naturalmente, seria possível fazer com que cada sensor 3transmitisse a sua posição geográfica diretamente, comoindicado acima, mas isso levaria a um custosignificativamente elevado.

De preferência, a fim de prolongar a vida de suabateria interna, cada sensor não transmite continuamente,mas transmite um sinal de identificação periódica de modoque a ausência de um sinal de identificação por um períodosuperior a um ou vários períodos do sinal é interpretadocomo o início de um incêndio no local do sensor.

A fim de reduzir o risco de um alarme falso, ainvenção prevê, em uma variante, que cada terminal decontrole seja configurado de modo a transmitir um sinal dealarme apenas em caso de ausência simultânea de um sinal deidentificação de dois ou mais sensores de incêndiovizinhos. Uma vez que a probabilidade de dois ou maissensores vizinhos falharem ao mesmo tempo é muito baixa,com esta falha, que é quase simultânea ou em um curtointervalo de tempo, será possível determinar, com erromuito pequeno, que a causa da ausência de um sinal é defato o início de um incêndio.

Referência será feita agora à figura. 2, que mostra umdiagrama de blocos de um dos três sensores utilizados nosistema de acordo com a invenção.

Cada sensor 3 compreende um circuito eletrônico (nãomostrado), que é fornecido por uma bateria calculada parauma autonomia de vários anos, que fornece um circuito dememória associado com um transmissor de radiofreqüência 7.O circuito de memória permite armazenar as informações delocalização GPS do sensor 3 no momento da instalação doúltimo. Esta informação é convertida em um sinal analógicopor um conversor analógico / digital, que oferece comosaída o sinal analógico a uma antena 11. Em uma primeiramodalidade variante, o circuito eletrônico compreende umcircuito de lógica simples, que recebe como entrada ainformação de temperatura proveniente de uma etapa 9, quefunciona como um sensor de temperatura e, quando atemperatura é detectada como tendo ultrapassado umdeterminado limiar pré-determinado, por exemplo, 70 ocircuito de lógica comanda o final da transmissão do sinalde rádio destinado ao terminal de controle 5, quecorresponde à detecção do inicio de um incêndio. Em outramodalidade, ainda mais simples do sensor de incêndio, queomite a necessidade da lógica de circuito acima, a antena11 é feita de um material que se deteriora a umatemperatura acima de um limiar pré-determinado. Comoresultado, qualquer aumento da temperatura na proximidadedo sensor de fogo 3 acima do limite pré-determinado faz comque a antena 11 desapareça ou deteriore-se e tornaimpossível para o sensor 3 se comunicar com o terminal decontrole associado, que será interpretado pelo terminal decontrole e os elementos a jusante como o inicio deincêndio.

Outros sensores variantes são possíveis. Por exemplo,cada sensor 3 pode ser projetado para ser sensíveis a umrepresentante de componentes gasosos do início de umincêndio, tais como terpenos, por exemplo, de modo que,quando a concentração desses componentes gasosos exceder umlimite pré-determinado na vizinhança de um sensor 3, estesensor envia um sinal de alerta para o terminal de controleassociado que transmite para o corpo de bombeiros.O posicionamento ideal dos sensores 3 nas árvores daárea florestal a ser protegida poderá ser facilmentedeterminado pelo especialista no assunto como uma funçãodas características da área a ser protegida. Idealmente, ossensores estão dispostos aproximadamente na metade docaminho para cima das árvores.

Deve ser notado que a invenção torna possível detectarde forma automática e em tempo quase real, o início de umincêndio florestal. 0 sistema pode facilmente ser modulado,em particular através da variação da densidade dainstalação dos sensores, de modo a obter um reconhecimentomais ou menos rápido do início de um incêndio.

Além disso, o recolhimento e monitoramento porcomputador de sinais que indicam a presença e ausência desensores torna possível acompanhar em tempo real a evoluçãode um incêndio estabelecido, inclusive durante a noite, oque permite uma melhor gestão dos meios para combater ofogo. Em particular, o seguinte em tempo real tornapossível detectar rapidamente qualquer mudança napropagação do fogo, o que torna possível a posição decombate a incêndio com a máxima segurança.

Claims (10)

1.) Sistema (1) para a detecção antecipada do iníciode um incêndio florestal caracterizado pelo fato de quecompreende uma pluralidade de sensores (3) que formam umagrade em toda a área de floresta a ser monitorada, cadasensor (3) sendo capaz de detectar localmente o início deum incêndio e sendo associado a um transmissor deradiofreqüência (7) , que está conectado via rádio a umterminal de controle (5) a fim de que a detecção do iníciode um incêndio nas proximidades de um sensor sejatransmitida automaticamente para o terminal de controle, oque gera um sinal de alerta, em especial destinado aosbombeiros.

2.) Sistema de detecção (1) , de acordo com a15 reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada sensor(3) e / ou cada terminal de controle (5) está associado aum item de informação de posicionamento, em especial dotipo GPS ("Sistema de Posicionamento Global"), e em quecada sensor (3) periodicamente transmite um sinalidentificação de modo a que a ausência de um sinal deidentificação é interpretada como o início de um incêndiono local do sensor (3).

3.) Sistema de detecção (1), de acordo com areivindicação 2, caracterizado pelo fato de que cadaterminal de controle (5) é configurado de modo a transmitirum sinal de alarme somente no caso de uma ausênciasimultânea de um sinal de identificação de dois ou maissensores de fogo vizinhos (3).

4.) Sistema de detecção (1), de acordo com areivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreendeentre 3 e 5 sensores e um terminal de controle (5) porhectare de floresta.

5.) Sistema de detecção (1) , de acordo com qualqueruma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fatode que cada sensor (3) inclui uma antena (11) feita de ummaterial que se deteriora acima de um limite de temperaturapré-determinado, de modo que qualquer aumento datemperatura na vizinhança do sensor acima do limiar pré-determinado faz com que a antena (11) se deteriore e setorne impossível para o sensor (3) se comunicar com oterminal de controle (5).

6.) Sistema de detecção (1) , de acordo com qualqueruma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato deque cada sensor é sensível a um componente gasosorepresentante do início de um incêndio, de modo que, quandoa concentração do referido componente gasoso ultrapassa umlimite pré-determinado na vizinhança de um sensor, estesensor envia um sinal de alerta para o terminal de controle (5).

7.) Sistema de detecção (1) , de acordo com qualqueruma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fatode que os sensores (3) são dispostos nas árvores,aproximadamente a meio caminho do último.

8.) Método de detecção de incêndio em uma áreaarborizada caracterizado pelo fato de que compreende asseguintes etapas:fornecer algumas árvores na área com um sensor de fogo(3), que é fornecido com um transmissor de radiofreqüência(7) capaz de transmitir um item de informação para aidentificação e / ou localização de cada sensor, em umagrade ao longo da área a ser controlada;detecção cada sensor de fogo (3) o estado de presençaou ausência de fogo e, no caso da presença de fogo nasproximidades de um sensor de fogo, fazer com que o referidosensor transmita um sinal de alerta compreendendo um itemde informação de identificação e/ ou um sinal delocalização do referido sensor para um terminal de controle(5);transmitir o sinal de alerta a partir do terminal decontrole (5) para os bombeiros por meio de um link deradiofreqüência de faixa larga.

9.) Método de detecção de incêndios de acordo com areivindicação 8, caracterizado pelo fato de que cada sensor(3) detecta localmente a concentração de um gás que écaracterístico do início de um incêndio, e que um dadosensor transmite um sinal de alerta para o terminal decontrole associado (5), logo que a concentração do referidogás ultrapassa um limite pré-determinado nas proximidadesdo referido sensor.

10.) Método de detecção de incêndios, de acordo com areivindicação 8, caracterizado pelo fato de que cada sensor(3) detecta as condições de temperatura nas suasproximidades, e pelo fato de que este deixa de transmitirseu sinal de identificação quando esta temperaturaultrapassa um limite pré-determinado, de modo a que oterminal de controle associado (5) deduz a partir do mesmoo início de um incêndio nas proximidades do sensor, assimque o referido sensor (3) é detectado como ausente.