GUARDIAN: Green Urban Actions for Resilient fire Defense of the Interface Area
Los incendios forestales que afectan zonas de interfaz urbano-forestal (en adelante I-UF) se han convertido en un riesgo creciente para estas zonas y para los espacios forestales que las circundan, como han mostrado algunos incidentes de los últimos años con un elevado número víctimas mortales y millones de hectáreas quemadas: en 2017 en Portugal y España, en 2018 en Grecia y California, en 2019 en Rusia o Australia. Año tras año, los registros apuntan a que la situación evoluciona y no precisamente para mejorar.
Vulnerabilidad de los bosques y las masas forestales a los efectos del cambio climático. Fuente: Elaboración propia a partir de gráfico en inglés del United States Forest Service
La creciente preocupación por el cambio climático y sus efectos sobre el territorio obliga a plantear alternativas basadas en el conocimiento, la ciencia forestal y la ingeniería que permitan abordar el reto y, en la medida de lo posible, mitigar sus efectos. Pero hay que asumir una premisa clara: todo aquello que no se gestione, de una forma u otra, lo acabará gestionando el cambio climático, bien mediante el fuego o mediante la escasez de agua. Todo aquello que quede fuera de rango ambiental irá cambiando.
En 2018, un consorcio valenciano liderado por el Ayuntamiento de Riba-roja del Turia, y que contaba con una serie de socios con roles muy bien definidos, se presentó a la convocatoria del programa Urban Innovative Actions para financiar un proyecto orientado precisamente a la mitigación de los efectos del cambio climático y su relación con los incendios forestales que afectan a zonas de I-UF.
El consorcio lo completaban el Ayuntamiento de Paterna, la Universitat Politècnica de València con un equipo responsable de la hidrología forestal, concretamente de la selvicultura de base eco-hidrológica, la Generalitat Valenciana, como gestora del parque natural del Túria, la Universitat de València que aportaba su experiencia en economía del agua, Cetaqua (Centro Tecnológico del Agua) que abordaba el reto de la depuración de micro-contaminantes emergentes (clorpirifós) en el agua que se pretendía aprovechar, Hidraqua como equipo especializado en gestión de redes de abastecimiento de agua, y Medi XXI GSA como ingeniería ambiental que aportaba el Sistema de Defensa contra Incendios Forestales (SIDEINFO) y su experiencia en la planificación para la defensa contra el fuego de zonas de I-UF.
Momento del anuncio de las candidaturas que recibirían financiación por parte de la Comisión Europea. Fuente: Ayuntamiento de Riba-roja de Túria
Con todo ello, se presentó la propuesta GUARDIAN (Green Urban Actions for Resilient fire Defence of the Interface Area) que básicamente planteaba la posibilidad de implantar cortafuegos verdes y una política pautada de riegos prescritos a partir del agua efluente de las propias zonas de I-UF.
El proyecto consistía convertir el agua que se vertía al río en un recurso para la defensa contra incendios forestales y que, a su vez, ayudara a mitigar los efectos del cambio climático sobre el parque natural del Túria. Y se cruzaron los dedos. En noviembre de 2018 la Comisión Europea anunció los resultados. De 184 candidaturas se habían seleccionado 22 proyectos en las 4 categorías posibles, seis recibirían el 80 % de la financiación en materia de cambio climático.
En un acto emocionante para todas las personas que se habían esforzado para presentar aquella propuesta empezaron a dar los nombres: Amsterdam, Barcelona, Sevilla, Manchester, Paris… y de repente, el proyector mostró: Riba-roja del Túria.
Indescriptible. Todo el mundo sabe dónde está Amsterdam, o París, o Barcelona, pero aquella pequeña ciudad valenciana había conseguido destacar entre 184 candidaturas, y la financiación para un proyecto de 5,5 millones de euros. Europa aportaría 4.395.803,80 euros, y el 20 % restante lo aportarían los socios.
Riba-roja y Paterna, en el parque natural del Túria, las zonas elegidas
Algunas áreas urbanas de los municipios de Riba-roja y Paterna comparten la zona forestal protegida de La Vallesa, formando parte del parque natural del Túria. Estas áreas están ubicadas dentro de un entorno con alto nivel de antropización y cierta degradación, debida principalmente a un abandono de las actividades agrícolas y una gestión forestal insuficiente, unida a la proliferación de núcleos residenciales en zonas de riesgo de incendio.
Comparativa entre el vuelo americano de 1956-57 y la situación actual. Se observa cómo se han ido urbanizando zonas de cultivo, se han abandonado zonas de huerta y ha proliferado la vegetación que en muchos casos corresponde a cañaverales que propagan el fuego por el eje del parque natural, el lecho del río Túria.
Fuente: Institut Cartogràfic Valencià.
Incendio forestal conducido por viento al oeste del casco urbano de Riba-roja del Túria en marzo de 2020. Fuente: Generalitat Valenciana
Estos últimos factores, entre otros, han ido provocando lentamente, pero de forma constante, escenarios más complicados en cuanto a incendios forestales se refiere: períodos de sequía más marcados y prolongados; un clima que muestra cada vez más a menudo un comportamiento extremo; una población desconectada del territorio que habita y un parque natural que no alcanza a gestionar el ritmo de progresión de la vegetación en zonas abandonadas que acumula una ingente cantidad de combustible, lo cual representa un desafío para los Servicios de Emergencia en caso de incendio.
Durante casi dos años se han llevado a cabo los trabajos de planificación y redacción de los proyectos que describen al detalle todo lo que se está desarrollando para conseguir el objetivo final: construir una red de cortafuegos verdes, garantizar su riego prescrito y pautar la política de mantenimiento y gestión.
Conviene recordar que las empresas participantes no obtienen un beneficio de este proyecto. Al contrario, en el caso de Medi XXI GSA en 2020 la inversión ha supuesto, en plena pandemia, aportar 140.000 euros al proyecto. En 2021 la cifra se superará con creces. Pero el planteamiento de este tipo de proyectos requiere una convicción firme en su viabilidad. De hecho, a raíz de esta iniciativa, la micropyme de Carcaixent Medi XXI GSA, que es la titular de los derechos de la patente del Sistema de Defensa contra Incendios Forestales (SIDEINFO), suscribió en 2020 un acuerdo con el grupo francés SUEZ para la comercialización del proyecto de forma conjunta. Entre los objetivos de la UIA al financiar el proyecto se citaba específicamente favorecer la internacionalización de la idea, y esta alianza supone una oportunidad en ese sentido, gracias al GUARDIAN.
Vuelo LiDAR de alta definición para obtención de modelos de combustible tridimensionales y construcción de escenarios para realidad aumentada y realidad virtual. Fuente: Medi XXI GSA
Desde el punto de vista práctico de transformación del territorio, a escala de las cuatro áreas de I-UF que se están gestionando (Masía Traver, Els Pous y València la vella en Riba-roja, y La Canyada en Paterna) se han identificado los riesgos y se han diseñado espacios defendibles en los que los factores relevantes que gobiernan el comportamiento del fuego (la carga de combustible y su continuidad y el contenido de humedad del combustible vivo, entre otros) se modularán mediante riegos prescritos para obtener ambientes de riesgo controlado y áreas defendibles extendidas.
Escenario de interfaz urbano-forestal de realidad aumentada para formación en materia de incendios forestales. Fuente: Medi XXI GSA
Para el diseño se ha empleado la mejor tecnología disponible como, por ejemplo, un vuelo LiDAR (Laser Imaging Detection and Ranging) de alta definición que ha permitido desarrollar simulaciones para optimizar los recursos disponibles. Toda la parte tecnológica y digital se ha completado con un trabajo de campo intenso que ha permitido llevar a cabo una caracterización detallada del territorio y poder proponer una gestión adecuada a cada área. La digitalización del territorio va a permitir implementar las realidades extendidas (realidad aumentada y realidad virtual) en el proceso de formación de los gestores municipales, del personal técnico, de los servicios de emergencia y de la ciudadanía porque este tipo de herramientas permiten mostrar una porción del territorio de forma interactiva y estimulante para las personas que las emplean.
A escala de las cuatro áreas de I-UF que se están gestionando (Masía Traver, Els Pous y València la vella en Riba-roja, y La Canyada en Paterna) se han identificado los riesgos y se han diseñado espacios defendibles en los que los factores relevantes que gobiernan el comportamiento del fuego (la carga de combustible y su continuidad y el contenido de humedad del combustible vivo, entre otros) se modularán mediante riegos prescritos para obtener ambientes de riesgo controlado y áreas defendibles extendidas.
Un proyecto con actividades multifuncionales
El diseño de los cortafuegos verdes integra diversos enfoques para la adaptación de las áreas a proteger: la transformación y el mantenimiento de la estructura y la humedad del suelo, la selección y el tratamiento de la vegetación, la aplicación del pastoreo, la prescripción de quemas controladas y la prescripción del riego.
El equipo del GUARDIAN está preparando una quema prescrita en el entorno del parque natural del Túria que cumplirá con una función de gestión preventiva y reducción del riesgo, el ensayo de diversas maniobras de autoprotección para la formación de las unidades locales de policía local o protección civil, y la concienciación de la ciudadanía. La realización de actividades multifuncionales ayuda a asentar el proyecto en términos sociales y permite construir complicidades con los agentes locales.
Jornada formativa (previa COVID-19) con residentes en una de las zonas de riesgo incluidas en el ámbito del proyecto GUARDIAN. Fuente: Medi XXI GSA
El proyecto GUARDIAN propone una estrategia combinada basada en el uso de agua regenerada y selvicultura preventiva.
El agua regenerada procede de la depuradora Turia II y almacenada en una red específica de cinco depósitos contra incendios forestales con más de dos millones de litros. Esto permitirá el riego preventivo automático del SIDEINFO® (Sistema de Defensa contra Incendios Forestales).
La gestión de 37 hectáreas del parque natural mediante selvicultura preventiva reducirá la densidad de árboles y la combustibilidad vertical, realizará podas, aumentará el espacio entre arbustos y eliminará los restos de árboles y vegetación, entre otras acciones.
El uso de agua regenerada mediante infraestructuras de protección contra incendios como la propuesta por GUARDIAN no tiene precedentes conocidos y mejora en gran medida su aplicabilidad. El proyecto también contribuirá a la restauración del humedal existente en La Vallesa, que recibe agua de baja calidad y que, a partir de junio, recibirá agua regenerada.
A la caracterización detallada de la estructura de la vegetación mediante inspección de campo y el análisis de los datos del vuelo LiDAR se une el análisis de los registros históricos de las estaciones meteorológicas cercanas, la instalación de la red sensorial inalámbrica SIDEINFO NetSENSE y su correlación con los índices de riesgo de incendio correspondientes (como el Fire Weather Index canadiense). Esta red de sensores servirá para la prescripción del riego, para el mando y control de los depósitos, los equipos de bombeo y las instalaciones hidráulicas del SIDEINFO.
Instalación de la red sensorial inalámbrica asociada al SIDEINFO para obtención de parámetros ambientales, meteorológicos y de estado de la biomasa sobre los que decidir la prescripción del riego.
Fuente: Medi XXI GSA
El plan de mantenimiento incluirá la evolución esperada del clima, particularmente en la descripción de los períodos de sequía, clima extremo (vientos) y episodios de alta temperatura y baja humedad, que serán analizados mediante inteligencia artificial para tratar de anticipar la previsión y mejorar la gestión de las instalaciones.
La red monitoriza el contenido de humedad de la vegetación, la humectación foliar, el contenido de humedad de los combustibles muertos y los componentes del comportamiento del fuego y los indicadores de liberación de energía (probabilidad de ignición, intensidad lineal, tasa de propagación, emisión de calor radiante etc.). Todo esto alimentado con datos de monitoreo local y pronóstico de las condiciones de la atmósfera (temperatura, humedad relativa, precipitación), pronóstico del tiempo y condiciones de la vegetación viva.
La extensión e intensidad de los tratamientos selvícolas en las zonas que rodean los asentamientos urbanos (zona de transición) se ha determinado mediante el uso de una rutina de cálculo específica que permite cartografiar el potencial de liberación de calor radiante de cada punto del territorio. Esto ha ayudado a determinar las áreas de plantación (1.500 árboles) de especies menos pirófitas que ayudarán a la implantación de los cortafuegos verdes irrigados.
A partir de los datos de calor radiante los tratamientos selvícolas se orientan a proteger el suelo de la evapotranspiración intensa, asegurando suficiente cobertura de la cubierta, mientras que, al mismo tiempo, se evitará la continuidad del combustible.
También se monitoriza en tiempo real la calidad del agua regenerada. Durante las últimas décadas, el desarrollo de técnicas analíticas (principalmente a través de la cromatografía líquida y la espectrometría de masas), ha permitido detectar compuestos orgánicos de origen antropogénico, cuya presencia era desconocida debido a sus concentraciones relativamente bajas. Estos compuestos se conocen generalmente como micro-contaminantes orgánicos (OMP, por sus siglas en inglés), contaminantes de interés emergente (CEC), o trazas los contaminantes orgánicos (TrOCs). Sus efectos sobre el medio ambiente y la salud humana son inciertos. Éste es, precisamente, el caso de la EDAR Camp del Túria II, que es la fuente principal de agua regenerada para el sistema defensivo, pero no la única. Concretamente, el OMP de mayor relevancia en dicha EDAR son los clorpirifós.
Estación regeneradora de agua diseñada por CETAQUA e instalada para el proyecto GUARDIAN en la depuradora Turia II de Riba-roja del Turia. Aquí es donde nace el agua del sistema. Fuente: Hidraqua
El GUARDIAN se encarga de eliminar este pesticida organofosforado usado ampliamente en viviendas y en agricultura para que el suministro del sistema de agua regenerada garantice una alternativa sostenible al uso de los recursos hídricos convencionales o a la desalinización del agua de mar, que durante las últimas décadas ha sido muy considerada en los enfoques de economía circular.
La presencia de microcontaminantes orgánicos en los efluentes de las zonas de I-UF era uno de los grandes retos de partida del proyecto. La presencia de OMP en los esquemas de reutilización directa e indirecta representa un riesgo incierto para la salud humana cuando la población puede estar en contacto o consumir directa o indirectamente esta agua. En la agricultura, el riego también podría representar un riesgo cuando estos compuestos pueden ser absorbidos por el suelo y los cultivos.
El trabajo del equipo multidisciplinar del GUARDIAN ha utilizado un innovador esquema de recuperación de agua mediante un biorreactor de membrana con dosificación de carbón activo en polvo y nanofiltración capilar. Esto permite almacenar 10 m³/h de agua de alta calidad desde un punto de vista ambiental y de salud humana.
El GUARDIAN ha eliminado este riesgo y permite el aprovechamiento de este recurso hídrico para tres fines ambientales: el sistema de defensa contra incendios, el aporte al humedal de La Vallesa y el mantenimiento del caudal del río Túria con agua de mayor calidad.
El GUARDIAN ha eliminado el riesgo de microcontaminantes en el agua y permite el aprovechamiento de este recurso hídrico para tres fines ambientales: el sistema de defensa contra incendios, el aporte al humedal de La Vallesa y el mantenimiento del caudal del río Túria con agua de mayor calidad
La economía circular y su análisis constituye una pata fundamental del proyecto. El trabajo de la Universitat de València permitirá valorar la mejora en términos económicos. Previsiblemente el cambio climático elevará la frecuencia y gravedad de los incendios forestales en las próximas décadas y, a la vez, reducirá la disponibilidad de los recursos hídricos claves en la defensa contra incendios, especialmente en el sur de Europa. El proyecto UIA-GUARDIAN ofrece una oportunidad única de poner a prueba durante los próximos años estrategias combinadas y efectivas de mitigación del riesgo de incendio en las zonas más vulnerables, como las de interfaz urbano-forestal, empleando recursos hídricos alternativos.
Permite, además, capitalizar los resultados de proyectos previos en ámbitos muy diferentes y aborda de forma simultánea varios aspectos del cambio climático. Todo el proceso está supervisado por una experta externa del CERTEC (Centre d’Estudis del Risc Tecnològic) de la Univesitat Politècnica de Catalunya, que asesora al equipo del GUARDIAN y se encarga de mostrar los resultados y avances en términos científicos.
SIDEINFO® instalado en el perímetro de una interfaz urbano-forestal. Fuente: Medi XXI GSA
GUARDIAN es una muestra del potencial no explorado y la importancia del aprovechamiento eficiente del agua en un contexto de creciente escasez de recursos hídricos. Su aportación al estudio de la viabilidad económica de los tratamientos avanzados de reutilización de agua, en un contexto de aplicación real, permitirá documentar si resulta más sostenible y eficiente invertir en prevención o gastar en extinción y restauración de daños posincendio forestal.
Cuando esté acabada, esta instalación será la más potente instalada en Europa para la defensa contra incendios forestales con una potencia de agua de 25.000 litros por minuto (un avión anfibio Canadair CL415 lanza 6.000 litros por descarga). El futuro de la defensa contra el cambio climático y los grandes incendios forestales pasa por la gestión forestal sostenible y el aprovechamiento eficiente de los recursos.
El futuro de la defensa contra el cambio climático y los grandes incendios forestales pasa por la gestión forestal sostenible y el aprovechamiento eficiente de los recursos.
Proteger las zonas de I-UF es proteger los bosques de mañana y adaptarlos al cambio que viene
Proteger las zonas de I-UF es proteger los bosques de mañana y adaptarlos al cambio que viene. La responsabilidad de que esto salga mejor o peor el día del incendio es una responsabilidad compartida entre el ámbito público y el privado. Se puede asumir el reto que se plantea y actuar o seguir mirando para otro lado, no hacer nada y lamentarlo después.
GUARDIAN supone acercar un futuro en el que cometer un error humano que provoque un incendio o la caída de un rayo, no sea necesariamente sinónimo de una catástrofe en potencia. Cuando se alcance el objetivo, será, sin duda, un futuro mejor.
Ferran Dalmau – Rovira (1‚ 2), Emma Gorgonio Bonet (1,3), Francisco Quinto Peris (1,4),
Moisés Varela Negre (1,6), Eric Belenguer Peris (1,6), Rosa Oltra Ripoll (1,7)
1 Medi XXI GSA (www.medixxi.com)
2 Director. Ingeniero Forestal. Máster en Ciencia y Gestión Integral de Incendios Forestales
3 Ingeniera Forestal. Licenciada en Ciencias Ambientales Subdirectora. Responsable del Área de Ingeniería Ambiental
4 Ingeniero de Montes. Subdirector. Responsable del Área de Proyectos
5 Ingeniero Forestal. Máster en Geomática, Teledetección y Modelos Espaciales
6 Ingeniero forestal. Responsable de proyectos internacionales
7 Ingeniera de Obras Públicas. Técnico de proyectos
