SISTEMA DE DETECCIÓN AUTOMÁTICA DE INCENDIOS FORESTALES BASADO EN LA CAPTACIÓN DE LA RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA DISPERSADA POR EL HUMO.

El Procedimiento de detección es de la siguiente manera:

El emisor del HSEM (Haz Singular electromagnético) rastrea su Área Barrida conforme a una programación previamente efectuada.

Los receptores (detectores) siguen al emisor de forma coordinada. Uno emite por encima de la línea del horizonte y los otros otean por encima de la línea del horizonte.

- Al receptor llega toda la radiación electromagnética proveniente del ambiente, que es fundamentalmente la radiación solar. Pero ninguna de la radiación que llega tiene las características del HSEM. El receptor no necesita analizar las imágenes, únicamente tiene que captar la radiación electromagnética singular que proviene de la dispersión del HSEM, porque este tipo de radiación sólo puede provenir de una Diana (que es el humo).

SISTEMA DE DETECCIÓN AUTOMÁTICA DE INCENDIOS FORESTALES BASA.DO EN LA CAPTACIÓN DE LA RADIACIÓN

,

ELECTROMAGNETICA DISPERSAD) l POR EL HUMO

La presente invención, Sistema de Detección Automática de Incendios Forestales basado en la captación de la radi~dón electromagnética dispersada por el humo, se refiere a un sistema que se utiliza para la 10 detección del humo generado por los incendios forestales, incluso muy incipientes, gracias a la emisión controlada d (: un haz singular de radiación electromagnética que se dirige contra di (~ho humo, y que al incidir sobre él es dispersada en todas direcciones, de modo que una fracción de esta radiación dispersada llega al propi o sistema, y es captada e identificada por el mismo. El emisor del haz de radiación electromagnética y el receptor de la radiación dispersada pueden estar en el mismo lugar de la superficie terrestre, o en lugar (:s diferentes.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los incendios forestales son una de las modernas plagas de la humanidad. Todos los años, gigantescos incendios devoran los bosques del planeta causando cuantiosas pérdidas económicas y, lo que es más lamentable, pérdida de vidas humanas. Los países tienen que disponer de un enorme volumen de recursos humanos y materiales para poder prevenir la aparición de incendios forestales y, una vez producidos, para poder controlarlos y extinguirlos. Esto hace que surja la denominada «Economía del Fuego», en la que la existencia de incendios permite a muchas personas ganar un jornal, lo que a su vez aumenta. la presión para que estos incendios no falten. Aparece el pirómano, persona que no se sabe muy bien qué gana prendiendo fuego al monte, contra la que las Autoridades no cesan de endurecer las condiciones para disuadir tan nefasta conducta.

y sin embargo, un incendio en su fase inicial es tan fácil de apagar. Es lamentable que generalmente se llegue tarde, demBsiado tarde, cuando los bomberos tienen que dar por perdidas grandes extensiones de terreno y sólo pueden dedicarse a impedir que se propague más allá de ciertos límites, frecuentemente con poco éxito. El panorama de la lucha contra los incendios forestales se vería radicalmente alterado si se pudiesen atajar en su fase inicial, cuando aún bastan unos pocos citmtos de litros de agua para apagarlos completamente.

Es muy necesario un sistema que sea capaz de detectar automáticamente, sin intervención humana, los incendios forestales en su fase más inicial, y que además pueda localizarlos con exactitud y proporcionar sus coordenadas terrestres.

Actualmente, el problema de la detección automática de incendios forestales se resuelve mediante procedimientos que analizan la luz que proviene de dos fuentes básicas:

Á Utilizando la luz solar ambiente. Unas cámaras inteligentes captan imágenes del bosque y las comparan con otras imágenes de referencia. Si las diferencias son significativas, se procede a analizar dichas diferencias con complejos algoritmos de inteligencia artificial. El software decide, sobre la base de los parámetros que tenga, si se trata o no de un incendio foreBtal. Algunos sistemas tienen, incluso, capacidad de aprendizaje.

Á Utilizando la luz generada por el propio fuego. Unas cámaras, normalmente sensibles al infrarrojo, captan la radiación emitida por el propio frente de llama, analizan las imágenes y determinan si se trata de un incendio forestal u otra fuente de :radiación.

Ninguno de estos métodos permite la detección ~~egura de incendios en fase incipiente, siendo muy propenso a las falsas ala.rmas en estos casos.

La invención que se presenta aquí no utiliza ninguno de estos métodos. Ni utiliza la luz del sol, ni la que se origina en el propio incendio. Esta invención genera su propia fuente de luz, de unas características muy singulares que no se encuentran en el entorno natural, y esta misma singularidad permite a la invención distinguir, sin género de dudas, que la radiación singular captada sólo puede proceder dt~ la dispersión del haz emitido, cuando impacta contra una masa situada por encima del horizonte. Después, el software se encarga de discriminar que dicha masa corresponde a una columna de humo, incluso muy pequeña. Pero lo esencial es la captación de la radiación singular.

No consta que exista un sistema automático de detección de incendios forestales en el que la luz que se pretende captar sea generada por el propio sistema, y en el que la captación de radiación singular sea sinónimo de existencia de masa por encima del horizonte.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

En la descripción de la presente invención se utilizarán las siguientes definiciones:

Á ÁREA BARRIDA: Se denomina Área Barrida a la zona geográfica que queda cubierta por la invención, es decir, aquella zona en la que la radiación dispersada por la Diana tiene :la suficiente intensidad para ser captada por la invención. En general, corresponderá a una superficie aproximadamente circular, o un sector circular.

Á CENTRO DE CONTROL: Se considera el lugar donde se reciben los avisos de detección de incendios o fuga de contaminantes, y desde el cual se coordinan las operaciones que deban ponerse en marcha para evitar las consecuencias del inc idente. En el Centro de Control existe un computador con software adf:cuado para hacer las funciones de comunicación, control y coordinación de todos los equipos que componen el sistema descrito en esta invención. Desde el Centro de Control se puede también tomar el control manual de las unidades de que consta la invención. Á CÓDIGO: Es una secuencia de bits de qut:: consta la señal que se emite desde el emisor. Dependiendo de la aplicación, la radiación electromagnética que transporta este Código estará, o no, polarizada. En caso de ser conveniente la polarización de la radiación emitida, normalmente se prefiere la polarización circular.

Á DIANA: Se denominará Diana (target) a] tipo de masa que se pretende detectar con el invento. En general será humo producido 10 por la combustión de algún tipo de masa vegetal (incendio forestal) , aunque pueden ser otros componentes (humo de hidrocarburos, polvo, contaminantes en polvo, contaminantes gaseosos, contaminantes que provoquen condensación, serrines, partículas orgánicas, contaminantes radioactivos, fugas de productos químicos peligrosos, etc.) . En general será cualquier material que pueda provocar la dispersión (scattering) de la radiación emitida. Á HAZ SINGULAR ELECTROMAGNÉTICO: Se denominará Haz Singular Electromagnético (HSEM) al rayo de luz que se emite por la invención, barriendo la superficie qUi~ debe proteger. Las características del HSEM se determinan en fun.ción de la naturaleza de la Diana que se pretende detectar. En gem:ral estas características son: frecuencia central, ancho de banda de 1recuencias, intensidad, ángulo sólido del haz, polarización, codificación y tasa de repetición.

Á RETRODISPERSIÓN: Se denomina Retrodispersión (backscattering) a la dispersión que se produce en la m1sma dirección que se emite el HSEM, pero en sentido inverso.

Á

La principal aplicación del Sistema de Detección Automática de Incendios Forestales basado en la captación de la radiación electromagnética dispersada por el humo, es proporcionar un método rápido de detectar incendios forestales y avisar de su existencia, incluso en su fase más incipiente, cuando los Servicios de Extinción aún tienen posibilidades de extinguirlos con muy pocos medios. Adicionalmente, se puede utilizar para detectar cualquier masa de partículas que se (~mita a la atmósfera, cosa que puede corresponder a una fuga de contaminantes de una industria química, a un escape de material radiactivo de un almacén nuclear, etc. En cualquier caso, las características del HSEM Be deben ajustar a la naturaleza del contaminante que se pretenda detectar.

Como elementos fundamentales en la explotación de la invención se deben incluir: 1 El Centro de Control, desde el que se coordina y gestiona la totalidad del sistema.

Un Sistema de Detección compuesto por cualquier asociación de CDE, CDR, CDER que sea operativa, y que proporcione protección a una determinada Área Barrida.

Una red de comunicaciones (que normalmente será inalámbrica) para los elementos anteriores.

Aparte de su aplicación natural para la detección de incendios forestales, una lista, no exhaustiva, de instalaciones industriales donde se puede utilizar la invención para detectar la presencia. de masas en el aire (incluido el humo de un incendio) , es la siguiente:

Á plantas industriales en las que se produzca combustión Á plantas generadoras de energía Á almacenes nucleares...

1. Sistema de Detección Automática de Incendios Forestales basado en la captación de la radiación electromagnética dispersada por el humo, caracterizado por tener generación inteIna de la propia fuente de radiación electromagnética singular.

2. Sistema de Detección Automática de Incendios Forestales basado en la captación de la radiación electromagnética dispersada por el

humo, en todo de acuerdo con la Ieivindicación anterior, caracterizado porque las personas no intervienen en la fase de detección, sino únicamente en la fase final d.e confrrmación previa a la movilización de los Servicios de Extinción.

3. Sistema de Detección Automática de Incendios Forestales basado en la captación de la radiación electromagnética dispersada por el humo, en todo de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque proporcionan las coordenadas terrestres del incendio sobre la base de las coordenadas dd propio emplazamiento de la invención.

4. Sistema de Detección Automática de Incendios Forestales basado en la captación de la radiación electromagnética dispersada por el humo, en todo de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque tiene capacidad para asociarse entre ellos y formar sistemas con mayor cobertura de Área Barrida.

5. Sistema de Detección Automática de Incendios Forestales basado en la captación de la radiación electromagnética dispersada por el humo, en todo de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque permite ir aumentando paulatinamente la cobertura de la detección, añadiendo equipo:, con posterioridad para aumentar el Área Barrida.

6. Sistema de Detección Automática de Incendios Forestales basado en la captación de la radiación electromagnética dispersada por el humo, en todo de acuerdo con las reivindicaciones anteriores,

caracterizado porque puede utilizarse para detección de

FIGURA 1

CDER: CONFIGURACIÓN EN EMISOR Y REt:EPTOR UNIFICADOS

COER

CDE-CDR: CONFIGURACIÓN EN EMISOR Y ~E (:EPTORSEPARADOS

CDER-CDR: CONFIGURACIÓN MIXTA alASOCIACIÓN

FIGURA 2