1. Introducción

En los últimos tiempos, se ha podido observar que la vigilancia, detección y control de incendios forestales por parte de las fuerzas militares y otras instituciones de gestión de riesgos en el Ecuador, ha sido limitada, entre otras causales por la falta de medios tecnológicos que ayuden a localización oportuna de estos incidentes.

Por lo tanto, en el presente trabajo se identificará las principales restricciones tecnológicas que presentan las fuerzas militares para vigilar, detectar y reaccionar con inmediatez. Después de analizar los procedimientos y herramientas empleados para el control de incendios forestales, se propondrá un modelo de gestión basado en el uso de la visión artificial como herramienta tecnológica para aumentar la eficacia en el control de los incendios forestales en el Ecuador.

Para abordar el tema planteado, se incluirá los siguientes contenidos: Primeramente se realizará una introducción a la problemática planteada. Posteriormente se analizará la realidad que se presenta en cuanto a indicadores de incremento de los incendios forestales, así también se analizará cual es la organización y capacidad tecnológica de la fuerza militar para hacer frente a este tipo de eventos. También dentro de esta sección se verá las limitaciones tecnológicas para la vigilancia de incendios forestales del ECU-911. Posteriormente se referenciará casos tipo de uso de la visión artificial como una opción para alcanzar mejores resultados. Finalmente se expondrá en las conclusiones, si el empleo de la visión artificial puede ser una opción para mejorar la detección, vigilancia y control de este tipo de incidentes en nuestro país.

2. Desarrollo

Los cambios que se están produciendo en el medio ambiente han influido directamente al incremento de temperaturas, esto ha provocado que cada vez y con mayor frecuencia se presenten incendios forestales. En Sierra Nevada-EE.UU., por ejemplo solamente en el año 2013 se quemaron 104.131 ha (Lydersen, J. M. et al. 2014, p. 326). En 2014, en Europa, Norte de África y Europa se consumieron alrededor de 176.116 ha. (JCR, 2015, p. 52). En 2016 se quemaron aproximadamente 542.337,5 ha. (San-Miguel-Ayanz, J. et al., 2017, p. 95). Estos desastres, han generado destrucción de cientos de hectáreas de bosques, cultivos, infraestructura, la pérdida de vidas humanas, flora y fauna silvestre.

El Ecuador no es ajeno a esta tendencia que aqueja al entorno global. Según el reporte anual para el año 2016, presentado por la Secretaría de Gestión de Riesgos del Ecuador (SGR), se han quemado 21.857,80 ha de bosques. Desde el 2012 a julio de 2017, se han quemado alrededor de 100.110,36 ha en un total de 2712 eventos (SGR, 2016, p.7).

Las fuerzas militares ecuatorianas y en específico el Ejército Ecuatoriano, actúa como apoyo a las instituciones del estado en el ámbito interno y es parte integral del Sistema Nacional de Gestión de Riesgos. Hoy en día, una de las principales misiones que tiene el Ejército en tiempo paz precisamente es apoyar a la gestión de riegos, como muestra de ello, la Unidad de la Operativa 3 (U.O 3) acantonada en las provincias de Cañar y Azuay dedica el 70% de sus actividades al apoyo a la gestión de riesgos, entre ellas el apoyo en el control y extinción de incendios forestales (Paredes, 2017). A pesar de las acciones que se han llevado en este contexto, existen serias limitaciones de equipo y material para protección y para combatir el fuego, esto ha generado como consecuencia la pérdida incluso de vidas, en las filas de la institución militar.

Para responder a los desastres que generan los incendios forestales, el Ejército se involucra principalmente en las siguientes tareas: rescate, evacuación de personas y animales, seguridad de los centros poblados y bienes de los ciudadanos, asistencia logística. Para llevar a cabo estas tareas, se ha considerado la división geográfica en áreas de defensa (A.D) y que son responsabilidad de las unidades operativas. Cada Unidad Operativa tiene como misión llevar a cabo una de estas tareas por ejemplo la BFE-9, realiza el rescate (Pastor, 2017), estas acciones están respaldadas por el manual de derecho en las operaciones militares (MIDENA, 2014, p.83). Esta forma de asignación de misiones bajo esta organización, parecería delimitar en forma clara cada una de las tareas a ejecutar, lo que con lleva a una mayor eficiencia.

Las fuerzas militares como tal actúan enmarcadas dentro de la organización establecida por la Secretaría de Gestión de Riegos del Ecuador (SGR). La SGR, establece comités de operaciones de emergencia nacional, provincial, cantonal y parroquial, en donde convergen las autoridades políticas y del estado así como las fuerzas de seguridad y orden público en los diferentes niveles y ámbitos geográficos.

La SGR basa su estrategia sobre todo en un mecanismo de reacción, mas no de una real prevención. Se ha identificado que, las estrategias de prevención tanto del Ministerio del Ambiente como de la SGR, se basan especialmente en campañas de concientización (SGR, 2013, p.52). Lamentablemente estas campañas no han sido efectivas ya que el 95 % de los incendios forestales en el Ecuador son causados por el hombre (MAE, 2017). Con lo cual se infiere que la estrategia utilizada en la prevención de los incendios, posiblemente no es la más adecuada o no está bien focalizada.

En el caso de los incendios forestales prevenir no solamente significa educar y concientizar sino que la estrategia debe abarcar el campo de la vigilancia en tiempo real. Dentro de las metodologías de vigilancia de incendios forestales, una de la más utilizadas, es la que concibe una red de vigilancia a través de torres fijas, personal de guarda parques y medios de comunicación (Freixa, 2015, p.19). Esta forma de vigilancia a vista de los resultados expuestos en párrafos anteriores no ha sido la más efectiva, al menos en nuestro país ya que los sucesos en general, se reportan cuando la contaminación por fuego es notable y su acción ya está en curso. Posteriormente y paralelamente, se informa a los organismos de intervención y seguridad así como al ente responsable de la gestión de riegos, para realizar acciones coordinadas.

El Ejército interviene con sus U.O para sofocar los incendios y no dispone de medios tecnológicos para la vigilancia. Únicamente la Aviación del Ejército a través de sus unidades y previa coordinación, proporciona apoyo aéreo exclusivamente para sofocar los incendios. Precisamente durante el 2016 se emplearon alrededor de 91 horas de vuelo, en estas tareas (ECU, 2016, p. 68). El gran inconveniente, que tienen el uso de estos medios son los altos costos de operación y el riesgo que pueden representar tanto para la tripulación como para la aeronave. Se estima que una hora de vuelo para sofocar un incendio puede llegar a costar hasta 70.000 USD (MAE, 2017).

La SGR se apoya también en el ECU-911, para realizar acciones de monitoreo a través de cámaras instaladas en zonas de riesgo de fuego forestal, la información de detección permite más bien una acción de reacción y no de prevención, pues la información obtenida por los sensores ópticos está sujeta al análisis del operador y no existe un software de análisis automático que en tiempo real de cuenta del evento.

En el Ecuador el proceso de atención a un evento de fuego forestal parte fundamentalmente de dos acciones; una bajo el reporte externo hacia el ECU- 911 ó a través del reporte interno de los operadores de consola, si el operador falla la probabilidad de la contaminación por fuego aumentará, En la Figura 1 se presenta una infraestructura tipo para el monitoreo, vigilancia y detección de fuego forestal. Los sistemas de vigilancia del ECU-911 están basado en cámaras fijas, estos sistemas presentan limitaciones tecnológicas para su uso dentro las grandes masas forestales, debido a la falta de fuentes permanentes de energía, cobertura restringida, absorciones de señal, costos elevados de operación y puesta en marcha, además están sujetos a satisfacer requerimientos de infraestructura complementaria como son torres, sitios de vigilancia, etc. (Cruz, 2016, p.2).

Sensores

• Fijos

• Móviles

Transporte

• Redes

• Alámbricas

• Inalámbricas

• Mixtas

Centro del control

• Computadores

• Software de análisis de video

• Consolas de monitoreo

• Repositorios

Figura 1. Infraestructura tipo para el monitoreo, vigilancia y

detección de fuego forestal (Figura tomada de Tesis Doctoral Cruz Carrillo, H. O. (2017). Contribución a la detección de objetivos específicos para aplicaciones de vigilancia con realidad aumentada, ETSIS-Telecomunicación).

Apoyo personal militar en incendios forestales.

Fuente: Archivo fotográfico OPSIC - Ejército Ecuatoriano.

El surgimiento nuevas tecnologías basadas en la visión artificial da una nueva opción de mejora en el control y sobretodo en la detección oportuna de este tipo de incidentes. La visión artificial a través de la análisis de la información las imágenes o videos es capaz de detectar cuando un incendio como tal ha iniciado (Medina, 2009, p.2). Este tipo de información es crucial, pues los sistemas de vigilancia se vuelven autónomos, ellos por si solos generan alarmas del incidente e informan a los organismos correspondientes a fin se tomen las acciones correspondientes. Los sistemas de vigilancia que han empleado algoritmos de visión artificial han dado excelentes resultados a la hora de detectar con inmediatez los incendios forestales, consiguiendo hasta 89% de detecciones efectivas en tiempo real (Bugarić, 2014, p.3).

Los algoritmos de visión artificial cada vez se vuelven más eficientes y gracias al avance de la tecnología pueden ser empleados en procesadores cada vez más pequeños. Estas ventajas permite que, se los pueda emplear en drones y en vehículos aéreos no tripulados denominados (UAV’s). La vigilancia de los bosques con estos tipos de aparatos es mucho más efectiva, las tazas de aciertos se incrementan, la flexibilidad en el empleo aumenta, las coberturas para la vigilancia son mayores (Martínez de Dios, Merino, Caballero, & Ollero, p. 3, 2011) (Cruz, 2016, p.2). Además el beneficio económico es tangible, el uso de UAV’s en la detección de incendios forestales reduce los costos de operación en alrededor de un 33%, en relación al uso de helicópteros, además los riegos de pérdidas humanas y económicas se reduce significativamente (Christensen, 2015, p.6). En la Figura 2, se observa la capacidad del algoritmo NFDI (Non Forest Detectión Index), para detectar y clasificar el fuego forestal del resto de la escena.

Luego de realizado estos análisis, se propone el uso de sistemas de visión artificial que podrían ser usados como herramienta para la vigilancia, detección y generación de alarmas ante fuegos forestales. El sistema, se complementaría con los sistemas fijos disponibles en la actualidad, y permitiría transmitir la información que capte el drone a un centro de procesamiento de datos o en su defecto, los drones directamente procesarían la información transmitiéndola a un dispositivo inteligente (tableta, teléfono móvil).

La información que se transmita, permitiría que los comandantes de la fuerza militar puedan evaluar el estado del incendio, y dimensionar el personal, medios y material que se requeriría para controlar el flagelo con anterioridad y oportunidad así también sería posible conocer información del desplazamiento del fuego en tiempo real. Cada equipo de trabajo, dispondría de uno de estos

medios que ayudarían en la vigilancia y detección oportuna no solamente del incidente si no también en la detección del posible autor del flagelo, lo cual en forma adicional causaría un efecto disuasivo. Los resultados de las pruebas de detección demuestran que los avances son tangibles llegándose a producir detecciones hasta en un 90%, a través del uso de algoritmos detección de fuego forestal (Cruz, 2016, p.9). Por otra parte está claro que se minimizarían los riegos para el personal involucrado en las acciones del control de contaminación por fuego en bosques y zonas con vegetación de diferente tipo.

3. Conclusiones

A partir de la información y análisis presentados, se puede inferir que, los incendios forestales cada vez se presentarán con mayor frecuencia, por lo tanto el empleo de la fuerza militar en apoyo a la SGR se incrementará. Lamentablemente, la fuerza armada se

verá limitada en recursos tecnológicos para responder efectivamente ante este tipo de eventos, porque en definitiva no los dispone. Por otra parte, los sistemas tradicionales, como los manejados por el ECU-911 no garantizarán oportunidad en la detección, al poseer limitaciones en cobertura y flexibilidad a la hora de detectar incendios forestales.

Por otra parte, los altos costos operativos y riegos que implican el uso de helicópteros en la vigilancia y extinción de los incendios forestales, impedirán su constante utilización. Ante este escenario, la visión artificial empleada en drones y UAV’s, se presenta como una solución factible y accesible, que permitirá una mejor respuesta, en post de vigilar y detectar oportunamente los incendios forestales.

[1]Lydersen, J. M., North, M. P., & Collins, B. M. (2014). Severity of an uncharacteristically large wildfire, the

Rim Fire, in forests with relatively restored frequent fire regimes. Forest Ecology and Management, 328, 326-

334.

[2]San-Miguel-Ayanz, J., Durrant, T. H.,

Boca, R., Libertà, G., Branco, A., de

Rigo, D., & Loffler, P. (2017). Forest fires in Europe, Middle East and North

Africa 2016.

[3]Secretaría de Gestión de Riesgos

(2017), Informe de Situación - Incendios Forestales, 1-35.

[4]Paredes, P. (2017). Sistema Operativo del Campo de Batalla, Apoyo de Artillería. Presentación de PPT.

[5]Pastor, L. (2017). Sistema Operativo del Campo de Batalla, Apoyo de Fuerzas Especiales. Presentación de PPT.

[6]Ministerio de Defensa Nacional del Ecuador (2014). Manual de Derecho en las Operaciones Militares, 309.

[7]Secretaría de Gestión de Riesgos

(2013), Ecuador: Avances en la gestión de riesgos 2008 – 2013,133.

[8]Ministerio del Ambiente del Ecuador, (accesado el 25 de Noviembre de

2017). Disponible on line: http:// www.ambiente.gob.ec/ministerio- del-ambiente-moviliza-recursos-y- esfuerzos-por-incendios-forestales/

[9]Freixa M., Benito J., (2015). Prevenir los Incendios Forestales. El Monte Asturiano, 28.

[10]Servicio Integrado de Seguridad ECU-

911(2016). Informe de Gestión del

Servicio Integrado de Seguridad ECU-

911, 83.

[11]Cruz, H., Eckert, M., Meneses, J., &

Martínez, J. F. (2016). Efficient forest fire detection index for application in unmanned aerial systems (UASs). Sensors, 16(6), 893.

[12]Medina, G., Cueva, L., González, R., & Torres, E. (2009, June). Software para la detección y extinción de incendios forestales. In Seventh

LACCEI Latin American and Caribbean Conference for Engineering and Technology (LACCEI’2009): Energy and Technology for the Americas: Education, Innovation, Technology and Practice.

[13]Bugarić, M., Jakovčević, T., & Stipaničev, D. (2014). Adaptive estimation of visual smoke detection parameters based on spatial data and fire risk index. Computer Vision and Image Understanding, 118, 184-196.

[14]Martínez-de Dios, J. R., Merino, L.,

Caballero, F., & Ollero, A. (2011).

Automatic forest-fire measuring using ground stations and unmanned aerial systems. Sensors, 11(6), 6328-6353.

[15]Christensen, B. (2015). Use of UAV or remotely piloted aircraft and forward- looking infrared in forest, rural and wildland fire management: Evaluation using simple economic analysis. New Zealand Journal of Forestry Science, 45(1), 1.