Seminario Un problema Hispano-Portugués: Los incendios forestales

Transcripción

1 Seminario Un problema Hispano-Portugués: Los incendios forestales Programas de investigación sobre comportamiento del fuego Mercedes Guijarro Laboratorio de Incendios Forestales CIFOR INIA MADRID Ávila, 24 de septiembre de 2009

2 2 ü Años 80, primeros trabajos sobre comportamiento del fuego prescrito en España y Portugal: UTAD y CIF de Lourizán ü Desde principios de los 90, programas Marco de la Unión Europea (DG XII) ü Incendios forestales, tema prioritario ü Participación países más afectados: España y Portugal ü Más equipos de investigación CIF Lourizán INIA Univ. de Lérida UTAD IST Univ. de Coimbra

3 3 ü Líneas de investigación relacionadas con comportamiento del fuego ü Modelos de predicción ü Propagación por focos secundarios ü (Fuego prescrito) ü Diferentes herramientas ü Proyectos de Investigación ü Redes de laboratorios ü Proyectos Integrados

4 4 ü Modelos de predicción ü Para qué? VARIABLES DE ENTRADA ü Ayuda en planificación de prevención ü Mayor eficacia en la seguridad del personal y en la extinción ü Evaluación de los efectos del fuego sobre el ecosistema ü Qué modelos? MODELO VARIABLES PREDICHAS ü Físicos: basados en las leyes universales de la física y la química aplicadas al intercambio de masa y energía ü Empíricos: basados en datos obtenidos en incendios o/y quemas ü Semiempíricos: Rothermel (BEHAVE)

5 5 ü Modelos Físicos + generales - complejos - tiempo de cálculo - variables difíciles de obtener => dificultad de validación * gran avance por incorporación de otras disciplinas y desarrollo de la informática ü Nº de dimensiones ü 2D verticales: plano XZ ü 3D: XYZ

6 6 ü Modelos 2D verticales ü Ej. Modelo desarrollado en los proyectos europeos EFAISTOS y FIRE STAR Masa Zona tratada Consorcio FIRESTAR Zona 1: Masa Zona 2: Tratada Zona 3: personas, edificios (Consorcio FIRESTAR

7 7 Dominio de validez ~ m Zona 1 Zona 2: Interfaz Zona 3: personas, edificios (Consorcio FIRESTAR Descripción del combustible (partícula, individuo, parcela) Condiciones ambientales (viento) Pendiente Simulaciones en escenarios => Predicciones Velocidad de propagación Intensidad del fuego Geometría de las llamas Características de los gases (temperaturas, composición )

8 8 ü Modelos 3D ü Ej. Modelos utilizados en el Proyecto Integrado Europeo FIRE PARADOX: FIRE STAR 3D, FIRETEC ü En fase de desarrollo y mejora ü Integración de predicción de efectos del fuego

9 9 Modelo de predicción de comportamiento del fuego Experimentación - de laboratorio - de campo ü Proporcionar datos para validación de modelos físicos ü Obtener datos para desarrollar modelos empíricos

10 10 Experimentación en laboratorio Estudio de fenómenos puntuales Ensayos para mejorar los sistemas de medición de temperaturas (INIA y UC3M, Madrid) Estudio del comportamiento del fuego Dispositivo experimental para el estudio de las pérdidas de presión (IST, Lisboa) Túnel de fuego (INIA, Madrid) INIA (Consorcio FIRESTAR)

11 11 Experimentación en laboratorio Propagación vertical del fuego en matorral (INIA) Interacción fuego vs tronco (trabajo conjunto INIA, UC3M y IST)

12 12 Experimentación en campo Posts Termocouples (two levels) wind direction Start line * * * * * * * * * * * * 25 to 60 m Stakes 25 to 80 m 5 m to 10 m Fuente: CIF Lourizán (Consorcio FIRESTAR, 2005)

13 Matorral > 1 m con arbolado disperso Quemas experimentales en Galicia (CIF de Lourizán). Matorral Ulex europaeus, U. minor y Erica umbellata 13 Matorral < 1 m Fire rate of spread (m/s) 0,5 0,4 0,4 0,3 0,3 0,2 0,2 0,1 0,1 0, Wind speed (m/s) E1 E2 C1 C2 C3 B1 B2 B3 B4 B5 Análisis del comportamiento del fuego: Velocidad del fuego vs Velocidad del viento

14 14 Quemas experimentales en Portugal (UTAD), masas adultas puras de Pinus pinaster y en matorral de Pterospartum tridentatum RX13 y U RX3 y RX2 Diferentes características del combustible => diferente comportamiento del fuego

15 15 Experimentación en campo Estudio del comportamiento del fuego en contrafuegos en matorral (CIF de Lourizán) Terreno llano y baja Vviento (4 km/h) Pendiente 26 %

16 16 ü Modelos Empíricos + mayor ajuste a la realidad - dificultad de obtención de datos - sólo aplicables en las condiciones en que se han obtenido ü Modelos empíricos europeos para matorrales del NO de la Península Ibérica ü Para predicción de la velocidad de propagación ü En Galicia: VEGA et al. (1998, 2001) ü En el N. de Portugal: FERNANDES (1998, 2000, 2009) ü Modelo conjunto: VEGA, FERNANDES et al ü Tesis doctoral J.R. Pérez, 2009 (directores J.A. Vega, P. Fernandes)

17 17 ü Fernandes (1998) Terreno llano R = 0,0869 * U 1,83 * H m 1,47 ü Fernandes (2000) R = 7,255 * e 0,092U - 0,067hs * H m 0,932 ü Fernandes (2009) Terreno con pendiente R = 0,773 * U 0,707 * e 0,06S - 0,039hs * H m 0,188 R = velocidad de propagación R 2 =0,73 U = velocidad del viento Hs = humedad de las partes secas de la vegetación H m = altura media del matorral S = pendiente

18 18 ü Vega et al. (2001) R = 60,209 * U 0,996 * HR -0,615 Estas ecuaciones funcionan mejor para fuegos en invierno, con el matorral en reposo vegetativo R = velocidad de propagación U = velocidad del viento HR = humedad relativa del aire S = pendiente Terreno llano Terreno con pendiente ü Vega et al. (1998, 2001) R = 29,11 * (U+e S ) 1,69 * HR -0,76 R 2 =0,83 R 2 =0,82

19 19 Vega, Fernandes et al. (2006) R = 1,430 * U 1,152 * e 0,039S R = velocidad de propagación U = velocidad del viento S = pendiente Pérez J.R (2009) Estructura del complejo de combustible y modelización empírica de la velocidad de propagación del fuego en formaciones de matorral de Galicia Tesis doctoral dirigida por Vega y Fernandes

20 20 ü Propagación por focos secundarios: Proyecto SALTUS Dos enfoques complementarios ü Un enfoque teórico y experimental que combinaba la simulación numérica del transporte de las partículas, la experimentación en laboratorio sobre la aparición de focos secundarios y el seguimiento de incendios reales. ü Un enfoque estadístico basado en el estudio de incendios pasados elegidos en los 5 países participantes en el Proyecto (entre ellos, Portugal y España)

21 21 Datos de 245 incendios en cinco países => MODELO de predicción de: probabilidad de aparición de foco secundario distancia máxima alcanzada por las pavesas Variables de entrada tipo de vegetación de la zona de emisión (según clave) cobertura y diámetro del arbolado carga de combustible tipo de vegetación en la zona de recepción (según clave) posición topográfica de la zona de emisión - velocidad máxima del viento hora solar Þ Primera aproximación Þ Necesidad de validación

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