INTRODUCCIÓN.
El uso del fuego como un instrumento para modificar el medio ambiente,
ha sido totalmente decisivo en la conquista de la Tierra por parte del
hombre. Las primeras evidencias del uso del fuego por los primeros homínidos
se remontan a hace un millón o millón y medio de años.
Incluso, hoy en día, la mayoría de los fuegos provocados
por el hombre tienen lugar en África, donde las sabanas se queman
de manera frecuente.
Aunque en los bosque tropicales pueden existir fuegos producidos por
causas naturales, la extensión de los incendios se incrementó
con la llegada del Homo Sapiens.
Los incendios de carácter natural se han producido a lo largo
de la evolución de los vegetales desde hace 350 ó 400
millones de años y tienen que haber tenido una gran influencia
ecológica. Las altas concentraciones de caarbón en los
sedimentos del límite del Cretácico en el Terciario, sugieren
que el fin de la edad de los reptiles hace 65 millones de años,
estuvo asociada con incendios de carácter global que inyectaron
en la atmósfera enormes cantidades de partículas y cenizas.
Según las estadísticas de la FAO (FAO, 1992), durante
el período 1981-1990, a nivel mundial han ardido una media de
6.700.000 ha. de tierras forestales cada año, lo cual representa
el 0.24% de las mismas.
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Figura 1. Imagen del día 21 de septiembre
de 1997, correspondiente al satélite americano DMSP.
Se aprecian en color rojo los incendios forestales activos al
sur de la isla de Borneo
y al este de Sumatra. |
Durante las dos últimas décadas, incluso se están
produciendo incendios forestales catastróficos y basta citar
como ejemplo el incendio del este de Kalimantan en la isla de Borneo
(Indonesia) en el año 1982, donde ardieron 3.6 millones de ha.
En Mayo de 1987, en la cuenca del río Amur, en la frontera entre
China y Rusia, ardieron 1.300.000 ha. En los bosques boreales se ha
estimado que pueden arder cada año 8 millones de ha. y esta cifra
llegó a 14 millones de ha. en el año 1987 (CAHOON et al.,
1994).
Diez años más tarde la situación no ha cambiado
mucho y durante los meses de Agosto, septiembre, octubre y noviembre
del pasado año 1997, enormes extensiones forestales han ardido
en el sur de la isla de Borneo y en el este de la isla de Sumatra, ámbas
en Indonesia. Las cifras que aventuran las informaciones periodísticas
pueden superar el millón de ha. calcinadas y la Agencia Espacial
Europea ha estimado en 10.000 el número de incendios producidos
en base a las imágenes obtenidas por el sensor ATSR-2 instalado
en el satélite ERS-2.
Los efectos ecológicos de los incendios forestales a nivel global
se ha comprobado que son muy importantes, pues afectan al cambio climático,
incrementando notablemente el efecto invernadero derivado de las emisiones
de CO2 y CH4 (CRUTZEN y ANDREAE, 1990).
El efecto en el clima de los aerosoles liberados a la atmósfera
en el humo producido durante los incendios también pueden alterar
el balance de rediación terrestre, reflejando la energía
solar, absorbiendo la luz del sol y calentando la atmósfera (debido
a las partículas de carbón que contiene el humo) e impidiendo
la penetración de la energía solar en la superficie de
la tierra.
Estas alteraciones en el clima pueden afectar al ciclo hidrológico
al reducirse las precipitaciones en las áreas deforestadas y
favorecerse la escorrentía.
La instalación de condiciones más calientes y secas,
con menor evapo-transpiración y precipitación y la mayor
duración de las estaciones secas, pueden incrementar notablemente
el riesgo de aparición de incendios forestales.
Otros efectos derivados de los incendios forestales son el incremento
de las deposiciones ácidas (fundamentalmente ácidos acético
y fórmico) y las alteraciones en los ciclos de nutrientes debido
a que cantidades importantes del N presente en las áreas afectadas
se volatiliza. Este último efecto puede tener consecuencias muy
importantes en el mantenimiento de la productividad de la sabanas de
Africa, de la que depende en gran parte el sustento de muchos millones
de personas.
LA TELEDETECCIÓN Y LOS INCENDIOS FORESTALES.
La Teledetección puede desempeñar un papel muy importante
en el estudio de los incendios forestales y en el análisis de
sus efectos en el medio ambiente.
Las estimaciones actuales de las emisiones de gases con efecto invernadero
a la atmósfera, debido a los incendios forestales y a la quema
de biomasa, están muy limitadas por la carencia de estadísticas
fiables sobre la distribución de los incendios y su frecuencia,
así como sobre la extensión de la áreas afectadas,
el combustible almacenado y el contenido en humedad del combustible
(JUSTICE et al., 1993).
La mayor eficacia en la extinción de los incendios forestales
es a su vez un factor de riesgo ya que cada vez es mayor la cantidad
de combustible que se acumula con el consiguiente incremento del peligro
de incendio.
La Teledetección ha aportado una nueva perspectiva para es estudio
de los incendios forestales que se producen a lo largo del año,
fundamentalmente desde una perspectiva global y regional.
Así, hoy en día es posible evalluar el número
de incendios forestales que se producen durante el año en continentes
enteros como África, América del Sur y el sudeste Asiático.
Sin la existencia de los satélites de observación de
la Tierra, la realización de este tipo de estudios sería
sencillamente imposible de realizar.
Podemos dividir las aplicaciones de la Teledetección relacionadas
con el estudio de los incendios forestales en tres grandes grupos:
1. APLICACIONES POSTERIORES A LA EXTINCIÓN DE INCENDIOS.
Este tipo de aplicaciones hacen referencia a la evaluación de
las superficies afectadas por los incendios y al seguimiento de la regeneración
de la vegetación posterior a los mismos.
En lo que respecta a la evolución de las superficies afectadas,
se puede pensar en evaluaciones de carácter rápido realizadas
en base a satélites de baja resolución espacial, tal y
como es el caso de las imágenes NOAA-AVHRR y ERS2-ATSR con resolución
aproximada de 1 km. en ambos casos, o en evaluaciones más precisas
en base a imágenes de alta resollución espacial, como
es el caso de las imágenes SPOT- HRV (20 m.), Landsat- TM (30m)
e incluso las imágenes de radar ERS1 y ERS2 (25 m).
En el primer caso dichas evaluaciones puede que no sean muy precisas,
pero se pueden obtener en teoría al día siguiente de la
extinción del incendio.
En el segundo caso se pueden obtener evaluaciones bastante precisas
de las superficies realmente afectadas y no sólo recorridas por
el fuego, distinguiéndose perfectamente en el interior de los
perímetros incendiados las áreas que no fueron afectadas
por el fuego.
En España este tipo de cartografía de las áreas
incendiadas obtenida mediante técnicas de Teledetección,
se realiza de manera sistemática en la Comunidad Autónoma
de Cataluña, donde se caartografían cada año los
incendios superiores a 50 ha., a escala /50.000, en base al proceso
de imágenes Landsat-TM anteriores y posteriores a los incendios.
El seguimiento de la regeneración de las superficies incendiadas
en base a la utilización de imágenes de alta resollución
espacial, es otra aplicación que puede presentar un gran interés,
especialmente en el caso de los grandes incendios, de cara a la planificación
de las actuaciones a realizar (repoblaciones, planificación del
uso de la tierra, etc.).
En España se han realizado experiencias alentadoras en esta
línea de trabajo en las Comunidades Autónomas de Cataluña
y Valencia.
2. APLICACIONES RELACIONADAS CON LA PRESENCIA DE INCENDIOS
FORESTALES ACTIVOS.
La principal aplicación de la Teledetección en este ámbito
hace referencia a la vigilancia y detección del inicio de incendios
forestales de forma sistemática.
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Figura 2. Combinación de los canales
infrarrojo térmicos del sensor ATSR-2 del satélite
ERS-2
de la ESA. La imagen es del día 12 de septiembre de 1997
y en color amarillo se observan los incendios forestales activos
por el sur de Borneo al pasar el satélite. |
En el caso de incendios ya declarados, el seguimiento de la evolución
de los mismos, puede tener una importancia decisiva para evitar que
lleguen a convertirse en grandes incendios y para poder obtener información
sobre los mismos, especialmente durante la noche.
Para la detección de los focos activos se emplean sensores que
captan información en el dominio del infrarrojo térmico,
el intervalo espectral más sensible a las temperaturas que se
alcanzan en los incendios forestales (superiores a 450ºK) está
centrado en los 3.8 micrómetros.
Actualmente solo obtienen información en esta banda los sensores
NOAA-AVHRR, GOES-VAS y ERS2-ATSR. La resolución espacial es de
1.1 km. en el caso de NOAA y ERS2 y de 4 km. en el caso de GOES-8.
La detección de losincendios activos presenta algunos problemas
que están relacionados fundamentalmente con la presencia de nubes
o humo, con el tamaño excesivo del pixel o con la baja temperatura
de saturación de los sensores (320ºK en el caso del sensor
NOAA-A-AVHRR) en relación con las altas temperaturas que pueden
alcanzarse en los incendios forestales.
Así, si la temperatura del incendio es de 450ºK y su tamaño
es de 2 ha., se puede saturar un pixel de NOAA, pero dicho pixel también
se puede saturar con un incendio de tamaño 400m2, si su temperatura
es de 800ºK.
Si el tamaño del pixel es muy pequeño, también
pueden existir problemas desde un punto de vista operativo, puesto que
pueden producirse un gran número de falsas alarmas.
En el caso de los grandes incendios, cuya duración puede ser
muy larga (conviene recordar que los grandes incendios de Indonesia
del año pasado estuvieron ardiendo durante más de dos
meses) más que una resolución espacial muy detallada,
interesa la repetición de la observación y que la actualización
de la información sea muy frecuente para poder conocer la evolución
de los incendios, especialmente durante la noche, cuando carece de una
información objetiva. Este aspecto presenta un gran interés
puesto que puede permitir realizar una planificaciónmás
eficaz de las tareas a realizar a la mañana siguiente sin demoras
innecesarias que son inevitables cuando no se conoce, de manera fiable,
la evolución nocturna que ha tenido el incendio.
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Figura 3. Imagen procedente del sensor AVHRR
del satélite NOAA-14 correspondiente al
26 de septiembre de 1997. Los incendios activos se representan
en color rojo y las zonas
cubiertas por el humo en tonos rosas y anaranjados. |
3. APLICACIONES ANTERIORES A LA APARICIÓN DE LOS INCENDIOS
FORESTALES.
Estas aplicaciones están principalmente relacionadas con la estimación
del peligro de incendio y con la inflamabilidad de los combustibles
y con el grado de stress de la vegetación, que a su vez depende
fundamentalmente de las condiciones meteorológicas.
El seguimiento del estado de la vegetación se puede realizar
mediante el análisis multitemporal de los índices de vegetación,
derivados de la respuesta en las bandas roja e infrarroja que presenta
la vegetación.
Los indices de vegetación tienen una evolución creciente
con el desarrollo de la vegetación y su tendencia es decreciente
con la senescencia de la misma o cuando su actividad fisiológica
normal se ve condicionada por la carencia de agua y otra situación
de stress.
En España se han realizado diversas experiencias en esta línea
de trabajo y los resultados alcanzados han sido bastante satisfactorios,
observándose que existe una importante relación estadística
entre las áreas incendiadas y las áreas que presentaban
un peligro de indencios.
Actualmente el laboratorio de Teledetección de la Universidad
de Valladolid, en colaboración con el Laboratorio de Teledetección
de INIA, incluye una página de Internet el peligro de incendio
forestal para las diferentes regiones españolas, deducido de
la información suministrada por el sensor AVHRR de los satélites
NOAA. Esta información se actualiza diariamente durante la temporada
de incendios forestales, de junio a septiembre.
La evaluación del estado de la vegetación y del grado
de humedad de los combustibles acumulados, en base a la información
suministrada por los satélites de observación de la Tierra,
puede ser una herramienta con un gran potencial a la hora de elaborar
los índices de peligro de incendio forestal de manera operacional.
En lo que respecta a la cartografía de los combustibles acumulados,
se han realizado experiencias interesantes en el chaparral de California
utilizando las imágenes hiperespectrales del sensor AVIRIS que
posee 256 canales en el intervalo visible e infrarrojo cercano del espectro
electromagnético.
El análisis de este tipo de imágenes permite cartografiar
el porcentaje de vegetación muerta que se encuentra presente
en la escena y en consecuencia localizar aquellas zonas donde existe
una mayor acumulación de combustibles secos más inflamables.
CONCLUSIONES
La aplicación de las técnicas de Teledetección
al estudio de los incendios forestales es una de la aplicaciones medioambientales
de la Teledetección que presenta un mayor interes y que probablemente
se va a desarrollar más en el futuro, cuando los nuevos sensores
diseñados a tal efecto se encuentren operativos en la próxima
década.
En la actualidad ha quedado demostrado de forma patente el gran potencial
que presenta este tipo de aplicaciones, pero es preciso desarrollar
totalmente ese potencial, poniendo a punto los sensores y desarrollando
las técnicas de análisis que permitan una explotación
operativa y eficaz de la información.
En los próximos años, además de los actuales AVHRR
y ATSR, serán varios los sensores provistos con canales espectrales
situados en la región del infrarrojo térmico (MSG, GOES,
MODIS, FUEGO, FOCUS, MUST, etc.) con lo cual la posibilidad de detectar
en tiempo real los incendios forestales y de realizar una vigilancia
operacional, se incrementará notablemente.
Análogamente, en el desarrollo de índices de peligro
también se pueden obtener progresos importantes mediante una
mayor integración entre la información procedente de los
sensores de alta, media y baja resolución espacial, con el diseño
de nuevos índices de vegetación y con una mayor validación
de los resultados mediante la realización de medidad “in
situ” y en el laboratorio, generando librerías espectrales
diseñadas “ad hoe”.
Finalmente, en lo que hace referencia a la cartografía y distribución
de los incendios forestales a nivel global, regional y local, las imágenes
de radar (ERS1, ERS2, RADARSAT; etc) pueden desempeñar un papel
fundamental en la evaluaciónde los daños ocasionados en
los bosques boreales (Alaska, Siberia, China, etc.) y en las regiones
tropicales, tal y como es el caso de los recientes y enormes incendios
forestales de Sumara y Borneo en Indonesia.
BIBLIOGRAFIA.
CAHOON, D.R., STOCKS, B.J., LEVINE, J.S., WESLEY R.C. and PIERSON, J.M.
1994. “Satellite analysis of the severe 1987 forest fires in northern
China and southeastern Siberia”. Journal of Goephysical Research,
vol. 99, NO. D9., pp.18627-18638.
CRUTZEN, P.J., ANDREAE, M.O. 1990. “Biomass burning in the Tropics:
Impact on atmospheric chemistry and biogeochemical cycles”. Science,
vol. 250, pp. 1669-1678.
FAO. 1992. “Global wildland fire statistics, 1981-1990”.
MISC/92/4. Forestry Departmente. Roma.
JUSTICE, C.O., MALINGREAU, J.P., and SETZER, A.W. 1993. “Satellite
remote sensing of fires: potential and limitations”. In Fire in
the Environmet: the Ecological, Atmospheric and Climatic importance
of Vegetation Fires, edited by Crutzen, P.J. and Goldammer, J.G. Wiley
and Sons, pp. 77-88.
Anónimo