Científicos crean un modelo matemático para prevenir el daño de los incendios forestales

“Configuración Espacial de los paisajes resistentes a incendios forestales mediante inteligencia artificial” se llama el proyecto postdoctoral del académico de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM), Alejandro Miranda, junto con el aporte de los académicos Andrés Weintraub y Jaime Carrasco del Departamento de Ingeniería Industrial. La iniciativa busca ser una propuesta para diseñar paisajes más resilientes u orientar políticas territoriales que ayuden a prevenir el daño causado por los incendios.

De acuerdo con la investigación, la ocurrencia de incendios ha aumentado consistentemente en las últimas cuatro décadas producto de las elevadas temperaturas y la sequía constante en el territorio nacional. En tres de las últimas cinco temporadas, el área quemada ha superado las 100.000 hectáreas, siendo un hecho sin precedentes en los últimos 50 años en el país.

Bajo ese escenario, surge la idea de crear un modelo matemático que pueda predecir el impacto de los incendios, considerando la topografía, vientos, vegetación, configuración del paisaje y punto de combustión, esto mediante una técnica que utiliza inteligencia artificial previniendo incendios mayores.

El académico del Departamento de Ingeniería Industrial, Andrés Weintraub, aclaró que este es el primer paso para incidir en el desarrollo de corta fuegos y tomar decisiones correctas. “En el momento de los incendios sabríamos como prevenir y evitaríamos daños tanto a la población como a la flora y fauna, podremos tomar decisiones vitales con la técnica que estamos proponiendo”, explicó.

El estudio fue aplicado en ocho regiones administrativas de Chile desde Valparaíso a Los Lagos. En ellas se utilizó la técnica de inteligencia artificial llamada Deep learning, que mediante un conjunto de algoritmos que imitan la arquitectura del sistema nervioso humano, se podrá detectar determinadas características de los paisajes en una base de datos previamente realizada y que alcanzará diversos territorios geográficos.

Asimismo, el Deep learning es una innovación en materia de incendios forestales, que permitirá incluir información predictora de los siniestros, mediante el análisis en una imagen, que mostrará la composición del paisaje. Las técnicas usadas anteriormente no permiten hacer este tipo de alcance como la inteligencia artificial.

El académico de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Alejandro Miranda, explicó que la importancia de utilizar esta técnica resulta “una oportunidad para entender diferentes atributos del régimen de incendios, ya que podemos analizar miles de kilómetros cuadrados y observar la historia mediante información clave para ver cómo se comportan los incendios”.

Este método pretende identificar los principales contribuidores de la generación de incendios forestales y explicar las condiciones que producen una ignición, es decir, una combustión que se transforme en un incendio de magnitud.

Además, el académico Miranda agregó que lo principal es buscar aquellos patrones en el paisaje que determinen si se expandirá el siniestro o qué sectores serán más resistentes. “Un paisaje resistente, es aquel que, si bien se generan incendios, estos no llegan a ser de grandes magnitudes y tiene que ver con la composición, heterogeneidad y estructura del paisaje”, puntualizó.

Mediante inteligencia artificial se podrá determinar la ocurrencia de un incendio, ya que el modelo extraerá las características que se van repitiendo en paisajes en donde han ocurrido incendios, por ejemplo, presencia de caminos, combustibles continuos, heterogeneidad, adyacencias entre caminos y plantaciones forestales, tipos de combustibles forestales y su configuración en el espacio, entre otros.

De acuerdo con los especialistas, se espera que el modelo sea un aporte en materia de política pública y que logre revelar los patrones del paisaje menos propensos a los incendios que ayuden a proponer estrategias de diseño de paisaje y planificación del territorio.

Sequía, crisis hídrica, desastres naturales, son parte de los desafíos que tiene Chile en relación con el cambio climático. Entre ellos, también se encuentran los incendios forestales, los cuales han alcanzado una cifra de 5.615 a lo largo del territorio entre 2022 y 2023.

En este sentido y bajo futuros escenarios socioambientales, la Universidad de Chile ha impulsado diversas investigaciones para enfrentar estas problemáticas, desde aspectos sociales, políticos, económicos y científicos, siendo la investigación “Configuración Espacial de los paisajes resistentes a incendios forestales mediante inteligencia artificial”, parte de ello.

El académico del Departamento de Ingeniería Industrial y miembro del CR2, Weintraub recalcó que la sequía y el alza de temperaturas seguirán, por lo que su equipo “está contribuyendo con este tipo modelo para que el daño de los incendios sea menor, y haya menos población afectada”, detalló.

Por su parte, el académico del CR2, Miranda, comentó la importancia de avanzar en políticas de ordenamiento territorial, ya que “se pronostica que serán cada vez más grandes los incendios. Nuestro modelo matemático podrá ayudar a orientar políticas públicas que apunten a diseñar paisajes más seguros”, detalló.

Para avanzar conjuntamente en estos desafíos, el Ministerio de Ciencia, Tecnología, Conocimiento e Innovación (CTCI) convocó a diversos representantes de las ciencias, investigación, innovación y gestión de desastres para conformar la primera Mesa de Ciencia y Conocimiento para la Recuperación.

Formando parte de su rol como institución pública, la Casa de Bello participó del encuentro, poniendo a disposición su desempeño académico e investigativo para aportar en el desarrollo de medidas y políticas en la materia.

En esta ocasión, del espacio participó la Vicerrectoría de Investigación y Desarrollo a través del Vicerrector Enrique Aliste; el Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia (CR2); el Programa de Reducción de Riesgo de Desastres (CITRID); y académicos y académicas que son parte de Fire Management and Advanced Analytics group, con el objetivo de aportar desde la generación del conocimiento. Weintraub, también formó parte del espacio y agradeció la instancia “para que las personas de las ciencias aporten más en la política. Es fundamental generar una política país”.