SISTEMA AUTOMÁTICO DE DETECCIÓN PRECOZ DE wildfire

Transcripción

1 SISTEMA AUTOMÁTICO DE DETECCIÓN PRECOZ DE INCENDIOS FORESTALES

2 INDICE DE CONTENIDOS 1. Principios sarrollo 2. Definiciones básicas 3. Componentes 4. Aspectos técnicos relacionados con el 1. El campo visión 2. Recepción l haz luz 5. Funcionamiento 6. Análisis sistemas existentes en la actualidad 7. Principales características 8. Posibles usos DIAPOSITIVA Nº 2 36

3 1. Principios sarrollo (I) El partamento I+D l está sarrollando el producto, una evolución novedosa en lo que a tección precoz incendios forestales se refiere. La ia que subyace trás l sistema es el mecanismo utilizado por el ojo humano. En condiciones normales, los humanos vemos los objetos porque están iluminados por la luz (l sol o artificial). A partir esa simple ia, los ingenieros y comenzaron a sarrollar el sistema. DIAPOSITIVA Nº 3 36

4 1. Principios sarrollo (II) El ojo humano ve objetos bido a la luz que se dispersa en ellos, ya sea proveniente una luz artificial o l sol. Esa fue la base sarrollo l DIAPOSITIVA Nº 4 36

5 1. Principios sarrollo (III) El mismo es que usado por exactamente utiliza el el ojo humano. Un emisor envía un haz luz infrarroja modulada, con unas características que el sistema fine, y cuando impacta con un objeto la luz se dispersa. Esa luz dispersada será recepcionada por el tector. DIAPOSITIVA Nº 5 36

6 1. Principios sarrollo (IV) El emisor envía un haz luz infrarroja modulada una longitud onda concreta y fija. Si la longitud onda es mucho mayor que el tamaño las partículas humo o polvo no habrá tección, pero si es similar o más pequeña se tectará dicha masa partículas. Por otro lado, a mayor longitud onda mayor alcance. DIAPOSITIVA Nº 6 36

7 1. Principios sarrollo (V) En la imagen se aprecia cómo funciona el sistema. Se envía el haz luz por encima la silueta finida por los edificios y naves ntro l complejo industrial. Si el haz luz no impacta con ningún objeto o masa partículas, se perrá en el horizonte. DIAPOSITIVA Nº 7 36

8 1. Principios sarrollo (VI) Cuando el haz luz infrarroja modulada impacta con una masa partículas, por ejemplo una columna humo, una fracción la luz dispersada en todas direcciones será recibida por el tector. DIAPOSITIVA Nº 8 36

9 1. Principios sarrollo (y VII) Las Las características características más más importantes son son su capacidad para su capacidad para tectar incendios tectar incendios oo emisiones emisiones partículas partículas aa lala atmósfera atmósfera cuando cuando aún aún están están en en su su fase fase inicial (en el caso inicial (en el caso incendios, incluso incendios, incluso cuando aún no cuando aún no hay hay llama), llama), yy lala capacidad capacidad para reducir para reducir falsas falsas alarmas bido a alarmas bido a lala capacidad capacidad discriminatoria discriminatoria su su software. software. DIAPOSITIVA Nº 9 36

10 2. Componentes (I) EMISOR El Elemisor emisorgenera generael elhaz haz luz luzir IRyyla lamodula modula con con un un código código preterminado. preterminado. La La señal señal es es transmitida transmitida continuamente continuamente yy se se supervisa supervisa para para asegurar asegurar que que los los niveles niveles emisión emisión se se mantienen mantienenyyque querealmente realmenteexiste existeuna unaseñal. señal. Detalle l emisor Detalle l emisor ntro la ntro la estructura l estructura l sistema. sistema. DIAPOSITIVA Nº 10 36

11 2. Componentes (II) DETECTOR Detalle frontal l Detalle frontal l tector. tector. El El tector tector se se compone compone un un gran gran sistema sistema óptico óptico en en cuyo cuyo foco foco se se coloca coloca un un sensor sensor electrónico. electrónico. Es Es capaz tectar capaz tectar fracciones fracciones muy muy pequeñas pequeñas l l haz haz luz. luz. DIAPOSITIVA Nº 11 36

12 2. Componentes (III) CAMARA Detalle Detalle la lasituación situación la la cámara ntro la carcasa cámara ntro la carcasa l lsistema. sistema. La Lacámara cámarase seusa usa cuando cuandoel elsistema sistemaha ha tectado tectadoluz luz dispersada, dispersada,proveniente proveniente la lacolisión colisiónl lhaz haz luz luzir IRmodulada moduladaenviada enviada por porel elemisor, emisor,con conuna una masa masa partículas partículaspor por encima encima la lalínea líneal l horizonte, horizonte,spués spués que queel elsistema sistemarealice realice una unadoble dobleverificación. verificación. DIAPOSITIVA Nº 12 36

13 2. Componentes (IV) FUENTE DE ALIMENTACIÓN La La fuente fuente alimentación alimentación está está situada situada bajo bajo la la estructura estructura l lsistema sistemayyes esla laprincipal principalfuente fuente energía energía para para asegurar asegurar que que funcione funcionecorrectamente. correctamente. El El sistema sistema dispondrá dispondrá un un panel panel solar solar con con un un regulador regulador electrónico electrónico yybaterías. baterías. DIAPOSITIVA Nº 13 36

14 2. Componentes (V) SOFTWARE El software analiza las señales El software analiza las señales que indican la tección la que indican la tección la fracción luz dispersada por el fracción luz dispersada por el humo o masa partículas. humo o masa partículas. El sistema capturará una imagen El sistema capturará una imagen (foto o vío corto) l punto (foto o vío corto) l punto l que proviene la señal y l que proviene la señal y enviará la información al centro enviará la información al centro control, don un operador control, don un operador tomará una cisión final sobre tomará una cisión final sobre si existe o no fuego, o emisión si existe o no fuego, o emisión contaminante a la atmósfera. contaminante a la atmósfera. DIAPOSITIVA Nº 14 36

15 2. Componentes (y VI) DIAPOSITIVA Nº 15 36

16 3. Definiciones básicas (I) Área barrida: Es la zona geográfica cubierta por el sistema, don el haz luz infrarroja modulada se dispersa por el humo, nubes polvo, o cualquier otra emisión contaminante, o se pier en el horizonte, y que genera la suficiente intensidad para que la tecte. DIAPOSITIVA Nº 16 36

17 3. Definiciones básicas (II) Diana: Es el tipo emisión tectada por el sistema. Normalmente será humo producido por la combustión masa vegetal, pero también pue ser humo hidrocarburos, polvo, contaminantes atmosféricos, fugas químicos peligrosos, etc. La Diana será cualquier tipo material que se encuentre en el camino l haz luz infrarroja y que pueda provocar su dispersión. DIAPOSITIVA Nº 17 36

18 3. Definiciones básicas (III) Código: Es la secuencia bits que compone la señal emitida s el emisor. La radiación electromagnética que transporta el código pue ser o no ser polarizada. La polarización la radiación emitida pue ser horizontal, vertical o circular en el sentido las agujas l reloj o en sentido contrario a las agujas l reloj. Haz luz infrarroja modulada (HLIRM): Es el haz luz emitido por el sistema para escanear el área que está bajo su influencia (área barrida). Sus características serán establecidas acuerdo a la diana que se preten tectar (frecuencia central, intensidad l ancho banda, ángulo sólido l haz, polarización, modulación, código y tasa repetición). DIAPOSITIVA Nº 18 36

19 3. Definiciones básicas (y IV) Retrodispersión: Es la dispersión que se produce en la misma dirección en la que se envía el HLIRM, pero en sentido inverso. El ángulo entre rayo incinte y rayo retrodispersado es 180º. Centro Control: Es el lugar don se reciben las alarmas incendios forestales o emisiones contaminantes, y el punto don un responsable tomará la cisión final, spués la validación l incinte. El centro control dirige las comunicaciones con todas las unidas que componen el sistema. DIAPOSITIVA Nº 19 36

20 4. Aspectos técnicos relacionados con (I) 1. El campo visión (I) El sistema está diseñado forma óptima para emitir el HLIRM en movimientos prefinidos acuerdo a un terminado ángulo, aunque se pue modificar en función las necesidas la ubicación l sistema, teniendo en cuenta la superficie a abarcar y la sensibilidad seada. Cuando el emisor envía el HLIRM, tanto emisor como receptor ben estar perfectamente alineados. Realizando esa acción manera continua permite que el sistema cubra el área bajo su influencia en régimen 24*7. DIAPOSITIVA Nº 20 36

21 4. Aspectos técnicos relacionados con (II) 1. El campo visión (II) El sistema se pue programar acuerdo a las necesidas la zona a abarcar aumentando o reduciendo la velocidad envío l HLIRM para cubrir los 360º o la zona que se termine en más o menos tiempo, e incluso se pue incrementar la sensibilidad o el área a abarcar. DIAPOSITIVA Nº 21 36

22 4. Aspectos técnicos relacionados con (III) 1. El campo visión (y III) La foto muestra una imagen la cámara ubicada en un bosque. Las medidas luz recibida se realizan en cada movimiento que el sistema realiza cubriendo un cierto número grados, pero la cámara abarca mucha más amplitud liberadamente para facilitar la visión las incincias tectadas. DIAPOSITIVA Nº 22 36

23 4. Aspectos técnicos relacionados con (IV) 2. Recepción l haz luz (I) El sistema está enviando el HLIRM manera continua por encima la línea l horizonte para por recepcionar la dispersión que se genera cuando éste impacta contra un objeto sólido (columna humo o polvo, etc...). DIAPOSITIVA Nº 23 36

24 4. Aspectos técnicos relacionados con (V) 3. Recepción l haz luz (II) Uno los factores relevantes para que el sistema pueda concluir la existencia fuegos o nubes contaminantes radica en el hecho que cuando el haz luz impacta con ellos, se produce luz dispersada en todas direcciones, incluida la dirección l receptor. DIAPOSITIVA Nº 24 36

25 4. Aspectos técnicos relacionados con (VI) 3. Recepción l haz luz (y III) Tal y como se aprecia en la figura la recha, el receptor recibe luz dispersada y a partir ahí se produce la amplificación la señal para terminar si se trata un incinte serio o una falsa alarma. REPRESENTACIÓN DEL RECEPTOR RECIBIENDO LUZ DISPERSADA DIAPOSITIVA Nº 25 36

26 5. (I) Una scripción tallada todos los pasos que lleva a cabo el sistema para tectar los fuegos forestales y las emisiones contaminantes a la atmósfera se muestran en las siguientes diapositivas. DIAPOSITIVA Nº 26 36

27 5. (II) El sistema dispone uno o más emisores y uno o más receptores (tectores) perfectamente alineados. El emisor envía el haz luz 11 infrarroja modulada y los tectores recogen cualquier fracción l haz luz dispersada bido a la existencia luz u otra emisión en su camino. El haz luz se envía por encima la línea l horizonte, acuerdo a unas coornadas previamente introducidas en el software en relación al área que cubre (área barrida). El 22 emisor genera el haz luz infrarroja modulada con unas características preestablecidas (frecuencia central, ancho banda, intensidad, ángulo sólido l haz, polarización, modulación) y escanea el área bajo su influencia por encima la línea l horizonte. DIAPOSITIVA Nº 27 36

28 5. Funcionamiento (III) El tector está diseñado para tectar fracciones minúsculas l haz luz infrarroja modulada dispersado por los obstáculos que 33 encuentra sobre la línea l horizonte (Dianas). Si no encuentra ningún obstáculo el haz luz se perrá sobre el horizonte. realiza un barrido total a lo largo los 360 grados en menos 3 minutos. 44 Cuando el haz luz infrarroja modulada impacta con un objeto por encima la línea l horizonte, éste se dispersará en todas direcciones bido al impacto con el obstáculo (Diana). DIAPOSITIVA Nº 28 36

29 5. (y IV) 55 El tector recibe la fracción l haz luz dispersado. La mera tección esa fracción luz garantiza que algo ha aparecido sobre el horizonte y que hay que realizar un análisis para finirlo. El software pue discriminar si el obstáculo que causa el haz luz infrarroja dispersada es una columna humo u otro elemento en su camino (pájaro, niebla...). Esa discriminación se realiza focalizando el haz en el punto 66 geográfico tectado anteriormente enviando nuevo el haz luz infrarroja modulada. Si el tector vuelve a registrar luz dispersada, tomará una fotografía la fuente la señal y escaneará el área para terminar su tamaño. Los datos serán enviados al centro control don un operario terminará si existe un incendio forestal, una emisión contaminante, o cualquier otro incinte o si ha habido una falsa alarma. DIAPOSITIVA Nº 29 36

30 6. Análisis sistemas en competencia (I) En la actualidad, aparte la solución tradicional una persona con prismáticos vigilando el horizonte, existen básicamente 2 sistemas avanzados para tectar incendios. 1.- Sistema basado en la toma fotografías. Se toman sucesivas fotografías un área y por diferencia se pue concluir la existencia fuegos. 2.Sistema basado en cámaras infrarrojas o térmicas. Se puen tectar fuegos basándose en la emisión calor por parte los objetos y personas. DIAPOSITIVA Nº 30 36

31 6. Análisis sistemas en competencia (II) El sistema basado en fotografías toma dos instantáneas la misma foto y concluiría que en la primera foto existe una columna humo. La sventaja que tiene este sistema radica en que no es rápido en absoluto ya que hasta que se tecta la existencia l incinte pasa mucho tiempo y el posible incendio ya no es fácilmente controlable. DIAPOSITIVA Nº 31 36

32 6. Análisis sistemas en competencia (y III) El sistema basado en cámaras infrarrojas o térmicas pue tectar la existencia incintes basado en la emisión calor por parte los objetos o su combustión. El problema este sistema es que si existe un punto calor trás otro objeto, esa fuente calor no será tectada por el sistema, y amás be ser consirable en intensidad, por lo que cuando el sistema sea capaz tectar el incinte, el fuego podría ser ya un tamaño consirable para por apagarlo fácilmente. DIAPOSITIVA Nº 32 36

33 7. Principales características (I) genera y envía su propio haz luz infrarroja modulada con sus propias características. pue tectar fracciones minúsculas l haz luz dispersada bido a una triple amplificación (óptica, electrónica y algorítmica), y por eso pue tectar incendios forestales o emisiones contaminantes a la atmósfera cuando aún son incipientes. dispone un proceso validación que reduce las falsas alarmas. ayuda en el proceso toma cisiones enviando fotos o grabaciones vio la zona tectada. DIAPOSITIVA Nº 33 36

34 7. Principales características (y II) Cada unidad pue cubrir un total más hectáreas y más unidas se puen añadir para ampliar el área cubierta. pue operar en régimen 24x7 y su capacidad tección es mayor durante la noche. es autónomo y automático y no requiere una continua supervisión humana. El sistema sólo respon a su propia luz emitida. Control remoto l sistema s el centro control es posible. DIAPOSITIVA Nº 34 36

35 8. Posibles usos Incendios forestales. Fugas químicas, fugas tóxicas, contaminantes atmosféricos... Emisiones industriales a la atmósfera (fábricas, astilleros, emisiones en complejos industriales). Emisiones realizadas por silos cereales, fábricas piensos... DIAPOSITIVA Nº 35 36

36 MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN JAVIER GARCÍA GARCÍA Integraciones Técnicas Seguridad, S.A. Integra Telecomunicación, Seguridad y Control, S.A. Pol.Ind.Espíritu Santo-C/Nobel, Cambre - A Coruña - Spain integra@integraciones.com Tel Fax