dimarts, 12 de setembre de 2017

Análisis de la severidad de incendios forestales en Baleares mediante imágenes Sentinel-2

Introducción:

Sentinel-2 es una misión de observación terrestre desarrollada por la Agencia Espacial Europea (ESA) dentro del programa Copérnicus para desarrollar observaciones de la Tierra y dar servicios como el seguimiento de la evolución de los bosques, los cambios en la corteza terrestre y la gestión de los desastres naturales.

Está compuesto por dos satélites idénticos: Sentinel-2A y Sentinel-2B, que poseen una cámara multiespectral de alta resolución con 13 bandas en el Espectro visible, en el infrarrojo cercano e infrarrojos de onda corta además del espectro electromagnético.


La combinación de estas bandas nos permite analizar elementos específicos de la superficie terrestre. Así, para una fecha determinada, se pueden combinar las bandas 8 (Infrarrojo cercano, 842 nm) y la 12 (Infrarrojo medio de Onda Corta, 2190 nm) para calcular el índice NBR (Normalized Burn Ratio) mediante la siguiente fórmula: NBR=[B08-B12]/[B08+B12].

El índice NBR es el resultado de normalizar la diferencia de reflectancias entre estas bandas. El contraste entre las reflectancias de estas bandas está relacionado con la presencia de vegetación viva. La vegetación viva es muy reflectiva en la banda 8 (IR cercano) y no tanto en la 12 (IR medio), mientras que la que ha sufrido daños tiene cada vez valores de reflectividad más bajos en la banda 8 y más altos en la 12.

Comparando el NBR de una imagen anterior y el de otra posterior a un incendio forestal, se puede calcular la superficie afectada y comprobar los efectos del fuego sobre el medio ambiente, es decir, la severidad del incendio. Este índice se denomina dNBR y su fórmula es: dNBR=NBRpre-NBRpos.

Objetivos:

Con estos conceptos, se quiere analizar la severidad de los principales incendios forestales ocurridos en Baleares en lo que llevamos de año 2017. Además, se quiere comprobar si estos índices son válidos para incendios de poca superficie donde no se han visto afectadas especies arbóreas.

Metodología:

Las imágenes Sentinel utilizadas para el estudio se han descargado de la página Copernicus Open Acces Hub y han sido procesadas con el software libre QGIS.

Han sido analizados 10 incendios:

Paraje Municipio
Fecha
Superf (ha)
Nivel
Miner Petit Pollença
15/01/2017
17,60
0
Canal de Cala Saona Formentera
20/05/2017
14,00
1
Es Pla-Cala Saona Formentera
05/07/2017
10,20
1
Prat de Vila Eivissa
06/03/2017
8,00
2
Cala Saona Formentera
18/07/2017
5,16
0
Cala Gració Sant Antoni de Portmany
08/08/2017
4,69
1
Port des Torrent Sant Josep de Sa Talaia
13/06/2017
4,00
1
Salobrar Calvià
02/05/2017
3,70
0
Puig d' en Trobat-Basset Andratx
19/08/2017
3,60
0
Turitxant d'Alt Escorca
18/03/2017
2,45
0

Se han buscado las imágenes disponibles anteriores y posteriores más cercanas a las fechas de los incendios donde la nubosidad no impidiera apreciar las superficies afectadas, y se ha calculado el índice dNBR, clasificándolo de la siguiente forma siguiendo la propuesta del USGS:

Nivel de severidad
dNBR
Regeneración alta (post-incendio)
-0,5 a -0,251
Regenerión baja (post-incendio)
-0,25 a -0,101
No quemado
-0,1 a 0,099
Baja
0,1 a 0,269
Media
0,27 a 0,439
Alta
0,44 a 0,659
Muy alta
0,66 a 1,3

Resultados:

A continuación se especifican los resultados obtenidos para cada incendio:

Miner Petit (Pollença-Mallorca) 15/01/2017
Superficie: 17,79 ha
Severidad: Baja = 66%; Media = 30%; Alta=4%

Canal de Cala Saona (Formentera) 20/05/2017

Superficie: 12,25 ha
Severidad: Baja = 38%; Media = 42%; Alta=20%

Es Pla-Cala Saona (Formentera) 05/07/2017

Superficie: 10,75 ha
Severidad: Baja = 41%; Media = 54%; Alta=5%

Prat de Vila (Eivissa) 06/03/2017

Superficie: 9,97 ha
Severidad: Baja = 71%; Media = 25%; Alta=4%

Cala Saona (Formentera) 18/07/2017

Superficie: 4,98 ha
Severidad: Baja = 49%; Media = 47%; Alta=4%

Cala Gració (Sant Antoni de Portmany-Eivissa) 08/08/2017

Superficie: 4,38 ha
Severidad: Baja = 38%; Media = 27%; Alta=35%

Port des Torrent (Sant Josep de Sa Talaia-Eivissa) 13/06/2017

Superficie: 3,47 ha
Severidad: Baja = 58%; Media = 37%; Alta=5%

Salobrar (Calvià-Mallorca) 02/05/2017

Superficie: 3,7 ha
Severidad: Baja = 14%; Media = 49%; Alta=37%

Puig d'en Trobat-Basset (Andratx-Mallorca) 19/08/2017

Superficie: 4,21 ha
Severidad: Baja = 34%; Media = 51%; Alta=14%; Muy Alta=1%

Turitxant d'Alt (Escorca-Mallorca) 18/03/2017

Superficie: 10,07 ha
Severidad: Baja = 28%; Media = 59%; Alta=14%

Conclusiones:

Se ha obtenido una superficie quemada total de 81,57 ha en los 10 incendios estudiados, donde la severidad ha sido baja en 38,86 ha (48%), media en 33,44 ha (41%), alta en 9,23 ha (11%) y muy alta en 0,04 ha (0%).

El cálculo de dNBR es un método muy eficaz para calcular la superficie y la severidad de los incendios forestales, incluso para conatos, como se ha comprobado en el incendio del Puig de Trobat-Basset, donde se delimita perfectamente un foco secundario de 0,6 ha.

También quedan bien reflejadas las áreas quemadas de matorral o de pastos altos, donde lógicamente por su carga de biomasa la severidad es menor que en las arboladas. Esto se puede comprobar en los incendios de Miner Petit y Turitxant d'Alt, donde gran parte de lo quemado son zonas rocosas de carritx (Ampelodesmos mauritanica).


Enlaces:
Sentinel 2 España:
http://www.esa.int/esl/ESA_in_your_country/Spain/SENTINEL_2
Sentinel-2 wikipedia:
https://es.wikipedia.org/wiki/Sentinel-2
Copernicus Open Access Hub:

dimarts, 29 de març de 2016

Tan sols s’aprofita energèticament poc més del 6% del creixement anual dels pinars de les illes Balears




El foment de les energies renovables és una de les demandes socials amb més auge dels darrers anys. Acostar l’ús de les energies netes o renovables i demostrar el seu potencial energètic és i ha d’esser un dels objectius estratègics de la política energètica i forestal de les illes Balears. Una de les energies renovables més importants i que presenten un gran potencial energètic, és l’aprofitament de la biomassa forestal present als nostres boscos.

La superfície forestal de les illes Balears no ha aturat d’incrementar-se durant els darrers 50 anys. Així ho posen de manifest el conjunt d’inventaris forestals nacionals que han pres el pols a l’estat i evolució dels espais forestals de les illes durant més de 50 anys (Inventari Forestal Nacional, MAGRAMA). Actualment, el territori forestal ocupa una important superfície de 220.786,34 ha, el que suposa un 44,3 % de la superfície total insular. Menorca, Eivissa i Formentera tenen més de  la meitat del seu territori d'ús forestal (53% aproximadament), mentre que l'illa de Mallorca és on es concentra la major part de la superfície forestal de les illes (el 68% del territori forestal, unes 150.000 ha). 
 Figura: Distribució de la superfície forestal de les illes Balears, segons el IV IFN (MAGRAMA, 2010)


La superfície forestal s’ha incrementat més d’un 26% entre el 1960 i el 2010 (comparativa dels quatre Inventaris Forestals Nacionals)


Figura: Evolució de la superfície forestal, arbrada i desarbrada segons els IFN (1960-2010)

Així mateix, no només tenim més superfície forestal que mai, sinó que a més a més, tenim més superfície de boscos, és a dir, hi ha hagut, i especialment durant aquesta darrera dècada, un increment més que significatiu del número d’arbres. Al conjunt de les Illes Balears tenim més de 67 milions d’arbres forestals, on 34 milions estan a l’illa de Mallorca. Això demostra la consolidació i l'evolució cap a la maduresa del bosc illenc.  

 Figura: Evolució de la quantitat d’arbres forestals IFN (1960-2010)



El creixement és espectacular a l’illa de Mallorca, on s’ha passat d’uns 3 milions d’arbres comptabilitzats per l’Arxiduc Lluis Salvador d’Àustria a finals del segle XIX a uns 46 milions actuals, dels quals 16,2 milions són pins.
 

Figura: Evolució de la quantitat d’arbres forestals majors a Mallorca (1748-2010)


Pel que fa a les existències, la biomassa arbòria existent als nostres boscos ha anat augmentant significativament, i actualment aquest volum està al voltant dels 9 milions de metres cúbics, dels quals 6,3 milions es troben a l’illa de Mallorca.

Si analitzem la distribució de les formacions forestals, el pinar de pi blanc (Pinus halepensis) és la majoritària, ocupant el 43% de la superfície forestal arbrada total i suposen el 60% del volum de la biomassa forestal. També són les formacions que més carboni emmagatzemen. Seguidament hi ha els ullastrars i els boscos mixtes de coníferes i frondoses. Els alzinars i els boscos de mescla de frondoses ocupen el 10% de la superfície forestal arbrada. Només a l’illa de Mallorca hi ha 16,2 milions de pins que cubiquen uns 4,5 milions de metres cúbics de fusta.

Per altra banda, l’aprofitament d’aquests recursos forestals (biomassa) s’ha disminuït des de l’entrada dels combustibles fòssils, especialment a partir de la dècada dels anys 60, fent que els boscos de les illes s’aprofitin actualment molt per davall de la seva taxa de creixement anual. 

Per posar un exemple amb el pi blanc, anualment a l’illa de Mallorca es tallen menys de 25.000 pins (uns 6.200 metres cúbics de fusta de mitjana) el que suposa que es talla menys del 0,15% dels arbres de pi i menys de 0,13% del volum de la fusta de pi.


 
Figura: Evolució de l'aprofitament forestal del pinar a Mallorca (metres cúbics de llenya) (2005-2014)

Si tenim en compte la taxa de creixement del pinar, xifrada en uns 95.000 m3/any, l’aprofitament anual de 6.200 m3 de pi, suposa una taxa d’aprofitament del 6,5% de la possibilitat anual. És a dir, s’aprofita només el 6,5% del creixement anual dels pinars (deixem d’aprofitar el 93,5% de la fusta que es podria utilitzar cada any aprofitant exclusivament el creixement dels pinars).

Per fer una comparativa de l’aprofitament que es realitza als pinars d'altres indrets propers, a Catalunya s’arriba a aprofitar anualment el 25% del creixement en volum, mentre que al conjunt de la Unió Europea, aquest aprofitament anual arriba al 64% del volum crescut. Les illes Balears estan molt per sota d’aquests valors (6,5%).

 Foto: Aprofitament de pinar
Pel que fa a l’energia alternativa potencial que es pot obtenir dels pinars de l’illa de Mallorca, l’aprofitament actual de la fusta (6.200 m3/any) equival a unes 1.000 tones de petroli/any. Si s’aprofités la totalitat de la possibilitat anual (95.000 m3/any) dels pinars de Mallorca es podrien extreure més de 74.500 tones de combustible forestal, equivalent a la generació de més de 200.000 Kwh/any de calor, el que genera unes 14.000 tones de petroli/any.

El conjunt de la fusta emmagatzemada als boscos de les illes Balears, té un potencial per a l’ús energètic de calderes alternatiu i renovable equivalent a 29.830.000 de litres de fueloil d’ús domèstic.

  Foto: Abassegament d'estella de pi a punt d'esser extreta del bosc i transportada
En definitiva, es posa de manifest de l’important potencial del bosc insular per a l’ús d’energia domèstica on, l’aprofitament local i acurat del creixement del bosc romp la dinàmica dels incendis forestals i redueix de manera significativa el consum de combustibles fòssils apropant-nos molt més a la sostenibilitat energètica insular.