Waldfeuer

Fig. 1 - FireLess2 contribuisce a prevedere il rischio di incendi boschivi o di fuochi di superficie. Foto: Peter Marxer (WSL)

Ogni anno in ​​Svizzera scoppiano incendi boschivi. Al fine di prevenire gravi danni, in aree particolarmente a rischio e durante i periodi di siccità le squadre di intervento anti-incendio e gli elicotteri dotati di benne per il trasporto di acqua sono posti in preallarme per essere costantemente pronti per intervenire. Tuttavia, se la siccità dura a lungo e il pericolo è generalizzato, elicotteri e servizi di emergenza non possono rimanere in allerta per settimane. Tale situazione sarebbe troppo onerosa e i servizi di picchetto verrebbero troppo sollecitati.

Gli oneri potrebbero essere notevolmente ridotti grazie a un nuovo sistema chiamato FireLess2, sviluppato dagli esperti dell'Istituto federale svizzero per la ricerca sulle foreste, la neve e il paesaggio (WSL) a Cadenazzo e della startup EnvEve. "Questo sistema di allarme precoce rileva i rischi immediati di innesco di incendi boschivi direttamente in base alle condizioni presenti nei suoli forestali", afferma Marco Conedera, ingegnere forestale presso il WSL. I sensori che acquisiscono i dati sono posizionati direttamente all’interno dello strato di foglie, aghi e rami sottili e nello strato di humus sottostante, misurando in continuo l'umidità presente. I valori misurati vengono trasmessi a un server tramite rete di telefonia mobile. In tal modo gli esperti forestali possono stimare il pericolo in tempo reale.

Se lo strato di lettiera è secco ed invece quello sottostante di humus è ancora umido, gli incendi boschivi possono facilmente innescarsi, anche se essi si propagano piuttosto lentamente. Se invece entrambi gli strati sono secchi, vi è un rischio elevato che un incendio possa propagarsi rapidamente, estendendosi su vaste superfici. In casi simili vale la pena mantenere un elicottero antincendio pronto al decollo e mettere i pompieri e il personale forestale al più elevato stato di allarme.

Un sistema di sensori in bosco per valutare il pericolo di incendi

Profilo del combustibile vegetale presente nel suolo di un bosco di castagno

Fig. 2 - Profilo del combustibile vegetale presente nel suolo di un bosco di castagno. In alto è visibile uno strato di lettiera soffice e leggera, in basso uno strato di humus spesso dai 5 ai 15 cm. Foto: Marco Conedera (WSL)

FireLess2 è una rete di sensori wireless che raccoglie automaticamente e in tempo reale i valori dell’umidità del combustibile vegetale presente sui suoli boschivi, composto dalla lettiera e dall’humus. Questo sistema dovrebbe permettere di determinare tempestivamente e professionalmente il pericolo locale di innesco e di propagazione di incendi boschivi, mettendo in pre-allarme e in condizione di intervenire rapidamente i servizi anti-incendio (forestali, pompieri di montagna ed elicotteri). In tal modo è possibile spegnere al più presto eventuali incendi boschivi, prima che essi assumano dimensioni incontrollabili.

Il sistema è progettato per raccogliere dati tramite due tipi di sensori: uno posizionato nello strato della lettiera e l’altro nello strato di humus sottostante (Figura 2). Questi diversi tipi di combustibile nel suolo, rispettivamente di profondità, vengono utilizzati per ottenere un quadro completo del rischio di incendio. Livelli elevati di siccità nello strato della lettiera forniscono solo informazioni sul pericolo di innesco di un incendio boschivo, ma poco o nulla rivelano sulla sua velocità di propagazione e sulla possibile intensità.

Molto più pertinenti per questo scopo sono i dati riguardanti lo strato di humus. Questo strato costituisce il “substrato nutritivo” per un incendio. Se esso è particolarmente secco, una volta avviata la combustione, un incendio necessita solo di poca energia per far evaporare l'umidità residua e per acquisire rapidamente intensità e velocità di propagazione. Se invece la siccità è limitata allo strato della lettiera, l’innesco di un incendio boschivo è possibile, ma normalmente esso può essere spento rapidamente in quanto il fuoco richiede elevati quantità di energia per riuscire a propagarsi all’interno dello strato dell’Humus.

La rete FireLess2 completa (Fig. 3) è composta dalle sonde sopra menzionate che raccolgono in continuo i dati dell’umidità in una stazione ricevente istallata sul posto, un cosiddetto Gateway. Questo apparecchio invia i dati tramite la rete della telefonia mobile a un server, dove vengono verificati nella loro plausibilità, prima di essere memorizzati e visualizzati. Il gateway è alimentato tramite energia solare e ha un raggio di ricezione che può estendersi fino a 5 km, a seconda della morfologia del terreno.

I componenti della rete FireLess2

Fig. 3 - I componenti della rete FireLess2. I sensori wireless (per la lettiera e l’humus) comunicano su una frequenza di 433 MHz e sono alimentati da pile che hanno un'autonomia fino a 10 anni. Il Gateway è di principio costantemente alimentato con energia prodotta da un pannello fotovoltaico, anche se possiede una batteria di emergenza della durata di un anno. La comunicazione avviene tramite GRPS o SMS. La piattaforma di scambio dati online si basa su un "Cloud Advanced Engine”, apparecchio che offre la possibilità di gestire e visualizzare i dati per mezzo di un qualsiasi browser.

Risultati promettenti

I primi test eseguiti per calibrare il sistema hanno dimostrato che il tenore di umidità presente nel combustibile vegetale rilevato dalle sonde è correlato con l'effettivo contenuto di umidità della biomassa combustibile presente nei boschi. Nella successiva fase pilota, durante l’intera stagione 2011 degli incendi boschivi nella Svizzera meridionale, FireLess2 ha permesso di stimare in modo affidabile sia il pericolo di innesco di un incendio, che il rischio che esso si estenda a vasti comprensori. Incendi boschivi estesi si verificano solo quando sia la lettiera, che lo strato di humus presentano valori di umidità scarsi (fig. 4).

Il sistema FireLess2 non rileva automaticamente i livelli di allarme, poiché esso è progettato per il monitoraggio continuo della situazione di pericolo da parte di esperti. Esso rappresenta quindi un complemento ideale da affiancare ai tradizionali indici meteorologici di pericolo incendi, sviluppati piuttosto per una valutazione su ampia scala del pericolo di incendio, soprattutto in zone molto eterogenee dal profilo topografico e delle tipologie di bosco presenti, come avviene frequentemente nel caso di territori montagnosi. Il sistema è molto adatto anche per la pianificazione di incendi controllati, poiché la stazione di misurazione può essere predisposta direttamente nei luoghi previsti. La rete FireLess2 si è dimostrata peraltro essere decisamente stabile ed affidabile in relazione alla resistenza dagli agenti atmosferici, al consumo energetico e al trasferimento dei dati.

Andamento delle precipitazioni, dell’umidità degli strati di humus e della lettiera in un castagneto

Fig. 4 - Andamento delle precipitazioni, dell’umidità degli strati di humus e della lettiera in un castagneto e relativa frequenza degli incendi boschivi nel Canton Ticino per lo stesso periodo. Incendi boschivi nel Canton Ticino (punti rossi, con dimensione proporzionale all’area boschiva bruciata), valori medi orari (linea sottile) e valori medi giornalieri (linea in grassetto), rilevati dalle sonde FireLess2 e precipitazioni giornaliere rilevate sulla stazione di Curzutt (bosco di castagno situato a 550 metri s. l. m.).

Dopo un incendio boschivo spesso seguono smottamenti

Waldbrandfläche oberhalb Visp VS

Fig. 5 - Dopo gli incendi boschivi come nel caso qui illustrato avvenuto sopra Visp (VS), il rischio di frane e di colate detritiche aumenta, poiché il terreno viene sigillato e l'acqua riesce ad infiltrarsi con difficoltà. Foto: Ulrich Wasem (WSL)

"Non tutti i piccoli incendi boschivi devono ad ogni costo essere spenti sul nascere", afferma Conedera. "Esistono infatti anche specie animali e vegetali la cui sopravvivenza dipende dagli incendi boschivi". Il 70 percento di tutti gli incendi percorrono una superficie inferiore a 0,5 ettari di bosco. Essi non causano problemi particolari e sommando la loro estensione si giunge a meno del 5% dell'intera area boschiva bruciata. "Per contro gli incendi di grande estensione non dovrebbero invece verificarsi, in quanto il loro impatto sulla sicurezza della popolazione può essere assai grave".

Questo fenomeno non è causato solo dal fuoco stesso: sono infatti le ceneri che ostruiscono i pori del terreno, impedendo all'acqua di infiltrarsi. "Il suolo forestale percorso dal fuoco viene in un certo modo asfaltato”. Nelle regioni alpine, dove si registrano forti temporali estivi, "il rischio di colate di fango e di smottamenti di terreno aumenta considerevolmente durante i temporali successivi, proporzionalmente alla superficie boschiva bruciata", continua Conedera. In Ticino, sei mesi dopo l'incendio boschivo avvenuto nel marzo 1997 una parte del villaggio di Ronco sopra Ascona venne sommersa da una colata detritica. Anche a Visp, nel Vallese, nel mese di agosto successivo a un incendio tre colate torrentizie sono scese sulla strada cantonale sottostante, proprio a valle della foresta bruciata pochi mesi prima (fig. 5).

A Sud delle Alpi, il rischio di incendi boschivi è aumentato negli ultimi 60 anni. La superficie percorsa ogni anno è mediamente quasi di 200 ettari. Estesi comprensori boschivi non vengono più gestiti, cosicché sul suolo si accumulano legna secca e sterpaglie facilmente infiammabili. "In condizioni simili il fuoco può propagarsi più agevolmente", afferma Conedera. Inoltre, i cambiamenti climatici e le condizioni meteorologiche estreme, sempre più frequenti, complicano ulteriormente la situazione.

"Per le medesime regioni, il pericolo di incendi boschivi rischia di aggravarsi anche a Nord delle Alpi", afferma Michael Reinhard, responsabile della Sezione Protezione e salute del bosco dell'Ufficio federale dell'ambiente (UFAM). L'esperto vede confermate queste preoccupazioni da periodi di siccità sempre più frequenti e lunghi rispetto al passato. La messa a punto di ulteriori provvedimenti preventivi efficaci assume pertanto un’importanza sempre maggiore. "In passato le truppe addette allo spegnimento uscivano quando stava già bruciando", aggiunge Marco Conedera. "Oggi si preferisce puntare su una gestione preventiva ed efficiente degli incendi".

Per questo motivo il WSL, in collaborazione con l'UFAM e i Servizi Forestali cantonali, nel 2008 hanno creato la banca dati Swissfire. Essa riunisce tutte le informazioni esistenti sugli incendi boschivi registrati in ​​Svizzera. Questi dati aiutano i professionisti a sviluppare strategie per la prevenzione a lungo termine. Per l'analisi del rischio immediato di incendi boschivi gli esperti si basano su indici di rischio regionali che dipendono dalle precipitazioni, dalle temperature e dal vento.

Traduzione: Fulvio Giudici, Sant’Antonino

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