Simuladores de Comportamento do Fogo. Comparação entre Behave Plus e Farsite

Dina Gonçalves; Elisabete Roque; Patrícia CaeiroAlunas do Mestrado em Sistemas de Informação Geográfica e Recursos Agro-Florestais e Ambientais

Instituto Politécnico de Castelo Branco – Escola Superior Agrária, Castelo Branco, PortugalE-mail: dina_paula@yahoo.com; betaroque@gmail.com; pckayacaeiro@gmail.com

Visualização do perímetro do fogo ficheiro em formato vectorial

Visualização do perímetro do fogo ficheiro em formato raster

O termo ‘Comportamento do Fogo’ abarca umconjunto diverso de fenómenos, dos aspectoselementares da ignição e combustão à interacção entreum incêndio e a atmosfera, mas aplica-se com maisrelevância às características físicas da frente de chamas– rapidez de propagação, dimensões e libertação deenergia – e que são determinadas pelo ambiente defogo, isto é, pelas influências individuais e interacçõesdo combustível, meteorologia e topografia.

A compreensão e quantificação do efeito destesfactores têm conduzido a métodos de predição docomportamento do fogo consistentes e,consequentemente, úteis nos processos de decisãoassociados à supressão de incêndios. Abordaremosneste artigo as características fundamentais docomportamento do fogo, a influência que têm nodesenrolar das operações de controlo de incêndios, e asua avaliação.

As características que melhor descrevem ocomportamento do fogo são, do ponto de vista do seucombate, a velocidade de propagação, a intensidade edimensões da frente de chamas, o padrão (densidade edistância alcançada) de emissão de faúlhas susceptíveisde originar focos secundários, o tamanho e forma doincêndio, a sua velocidade de crescimento perimetral ea duração da combustão.

Os sistemas de simulação do comportamento do fogosão aplicações informáticas capacitadas paraproporcionar informação sobre a simulação doperímetro do fogo e as principais característicasrelacionadas com a propagação e comportamento dofogo; disponibilizando tabelas e gráficos para umamelhor representação dos mais usuais parâmetros dofogo.

Os modelos de comportamento de fogo sãogeralmente compostos por equações e as suas soluçõesnuméricas descrevem a evolução temporal e espacialde um ou mais parâmetros tais como: taxa depropagação, altura da chama e risco de ignição ouconsumo de combustível. Para isto, foramdesenvolvidos modelos utilizando diferentes métodospara predizer o processo de propagação de incêndioflorestal e sua geometria (Cerapiá, 2006).

O modelo de Rothermel (1972) é o trabalhoexperimental mais aceite, sendo o mais citado naliteratura. Serviu de base para o desenvolvimento doprograma “Behave” – Sistema de Modelagem doCombustível e da Predição do Comportamento do Fogo(Burgan & Rothermel, 1998), que também usou asaproximações das medidas de McArthur e fez parte dosistema Farsite (Finney, 1998).

Agradecimentos

• Utilizar os Sistemas de Informação Geográfica emGeomática de Incêndios Florestais;

• Comparar os dois simuladores BehavePlus e Farsite.

Introdução Descrição, Vantagens e Desvantagens e Saídas Gráficas

FarsiteBehavePlus

O que é o BehavePlus?O que é o Farsite?

Aplicação desenvolvida por Pat Andrews, nos Estados Unidos da América, a partir de pesquisas realizadas entre os anos de 1970 e 1980.

Composto por um conjunto de programas informáticos interactivos (linguagem Fortran VII) ordenados em dois subsistemas: Burn e Fuel.

Burn - comporta a Previsão do Comportamento do Fogo;

Fuel - responsável pela Modelação do Combustível.

Descreve apenas: o comportamento da frente do incêndio; de incêndios de superfície, ou seja, de materiais combustíveis até 1,8 m de altura (estrato

arbustivo).

Não pode ser aplicado para incêndios subterrâneos, e nem para incêndios de copa.

Vantagens /Desvantagens Vantagens /Desvantagens

Os resultados obtidos nos simuladores permitemimplementar estratégias ao nível do planeamentoe prevenção, no que se refere ao ordenamentodo espaço florestal bem como na prevenção edefesa da floresta contra incêndios, assim comonas operações de combate aos mesmos.

Bibliografia

ConclusõesObjectivos

À Profª. Doutora Cristina Alegria, na qualidade de coordenadora do Mestrado SIGagradecemos a disponibilidade e compreensão demonstradas na concretizaçãodesta comunicação.

Aos docentes da disciplina de Geomática em Incêndios Florestais, Profª. DoutoraLuísa Nunes e Eng. José Massano Monteiro, pelo incentivo e apoio evidenciados aolongo da parte curricular.

Um especial apreço à Profª. Doutora Luísa Nunes, por todo o acompanhamento ecompreensão demonstradas no decorrer desta comunicação.

• Programa muito completo, rápido e fácil de usar;

• Não usa dados que provêm de SIG pelo que os Inputs dos quaisprecisa para iniciar são de texto e não em forma mapas;

• É o caminho mais rápido para estimar o comportamento do fogo,uma vez que não requer qualquer tipo de suporte GIS paraexecutá-lo;

• Os Outputs que se obtêm são em forma de gráficos, tabelas einclusive é capaz de produzir diagramas;

• Pode ser útil para interpretar de forma rápida o comportamentodo fogo e também parece adequado como ferramenta de apoionos trabalhos gerais, pois tem diferentes aplicações que podemcomplementar outros programas de simulação de fogos, o casodas ferramentas para calcular a humidade do combustívelmorto, avaliar modelos de combustíveis;

• O utilizador consegue instalar as diferentes versões do programasem que ter desinstalar nenhuma;

• Tripla utilidade: formação, prevenção e extinção.

• Programa determinístico, não tem referência espacial.

Vantagens:

• Os dados não vão trazer informação à escala de paisagem poisparte-se de umas condições homogéneas (combustível, tempoatmosférico e topografia) e assim sendo não vai gerar mapas dapaisagem que representem o incêndio;

• Grande especificidade técnica.

Desvantagens:

SistemaTipo de Modelo

DimensãoCondição de

variação no tempo

Condição de variação no

espaço

Duração de Especificação

Entrada Modelação SaídaAcesso ao

Computador

BehavePlus Sistema de

modelação de incêndio

Determinístico 1 D Constante Uniforme

O tempo decorrido para o tamanho ou a

distância de propagação

Entrada do utilizador interactiva,

geralmente intervalos de valores

Cálculo separado, independente para cada célula de uma

tabela ou ponto num gráfico

Tabelas, gráficos, diagramas

simples

Computador pessoal

FARSITESimulador área

de incêndioDeterminístico 2 D

Variação diurna e por dia

Variável em toda a paisagem

Horas/dia de queima activo.

Número de dias para a simulação

Dados espaciais (GIS) de combustível e

terrenoUtilizador define a

humidade do combustível e do

vento

Simulação de crescimento de

incêndio

Mapas de crescimento de

incêndio, perímetro,

intensidade, entre outros

Computador pessoal

Comparação entre ambos os simuladores

• Programa de fácil utilização;

• Possibilidade de visualização de dados espaciais;

• Outputs tabulares e gráficos (perímetro e área queimada, tempo dechegada, intensidade linear de frente, altura de chama, velocidade edirecção de propagação, entre outros);

• Possibilidade de exportação de dados para utilização em outrosprogramas SIG;

• Sequência lógica de procedimentos que permite uma melhorpercepção evitando também que surjam erros, não sendo possívelavançar no programa sem que sejam definidos os parâmetros basepara a simulação;

Vantagens:

• Período de recolha, elaboração e validação de informação para osinputs;

• Dificuldade na modelação de incêndios em cenários de relevocomplexo.

Desvantagens:

Software de simulação de incêndios, que opera sobre uma plataforma SIG e foi desenvolvido por Finney, em 1993, nos Estados Unidos da América.

Tem por base a utilização de modelos do comportamento do fogo existentes no BEHAVE Fire Behavior Prediction and Fuel Modeling System e também no

Canadian Forest Fire Behavior Prediction System.

O sistema permite simular a propagação de incêndios a duas dimensões e sob condições heterogéneas de forma dinâmica. O programa incorpora modelos de

trabalho específicos para a análise e tratamento de incêndios de superfície, incêndios de copas, focos secundários, velocidade de propagação e teor de

humidade dos combustíveis florestais.

BehavePlus - Saídas Gráficas

Farsite - Saídas Gráficas

Gráfico das Características do Fogo

Subsistema Burn (as variáveis de entrada e saída são seleccionadas pelo

utilizador)

Subsistema Fuel(as variáveis de entrada já estão previamente determinadas,

consoante se opte por um modelo de combustíveljá existem valores predefinidos para as restantes variáveis)

Andrews, P.L. (2007) Behave Plus: Fire modelling system:past, present and future. US Forest Service, RockyMountain Research Station, Missoula, Montana.

Cerapiá, V. R. (2006). Predição do Índice de Risco deIncêndio e modelagem computacional do comportamentodo avanço da frente do fogo no Parque Nacional daFloresta da Tijuca. Universidade Federal do Rio de Janeiro.Rio de Janeiro, 197p.