Autonomous Protection of Infrastructure Against Forest Fires

Abstract

Os relatórios dos grandes incêndios ocorridos em Portugal em 2017 evidenciaram a importância das estações de telecomunicação nos sistemas de combate a grandes incêndios. As falhas causadas pelos incêndios florestais nas infraestruturas de telecomunicação causaram sérios problemas para a população e para as entidades de proteção civil, impedindo a emissão de alertas à população e a comunicação entre os diversos elementos da proteção civil e emergência médica. Com o propósito de prevenir as fragilidades do sistema e mitigar as falhas críticas verificadas nas estações de telecomunicações localizadas em zonas de risco de incêndio, a Associação para o Desenvolvimento da Aerodinâmica Industrial (ADAI), tem desenvolvido dispositivos, que acoplados aos armários das estações de telecomunicação, protegem e asseguram o seu constante e correto funcionamento em situações de fogo nas suas imediações. Neste trabalho foi desenvolvido um sistema autónomo comandado por uma placa de Arduino, que com base na leitura das temperaturas de diversos termopares dispostos nas imediações das estações de telecomunicações, ativa uma eletroválvula que permite espalhar água através de aspersores posicionados por cima do armário de telecomunicações. A eletroválvula é acionada cada vez que é atingida uma temperatura pré-estabelecida pelo software, molhando a zona adjacente à caixa de telecomunicações, reduzindo assim a probabilidade de propagação das chamas e simultaneamente impedindo o sobreaquecimento da caixa de telecomunicações, permitindo manter as suas condições de funcionamento. Os testes experimentais realizados no Laboratório de Estudos sobre Incêndios Florestais (LEIF), na Lousã. Estes ensaios experimentais demonstraram que o sistema de proteção autónomo desenvolvido provou ser uma boa solução na proteção de pequenas infraestruturas como os armários de telecomunicação.

Reports on the effects of the severe wildfires that happened in Portugal in 2017 highlighted the importance of telecommunication stations in firefighting systems. The failures that occurred in these electronic communication infrastructures due to forest fires caused several types of problems on the emergency networks that created difficulties in alerting the population and interacting with fire stations during firefighting and rescue operations. To mitigate the weaknesses and critical failures found in these infrastructures located in fire hazard severity zones, the Association for the Development of Industrial Aerodynamics (ADAI) has developed some protection systems. This institution had been developing some systems that coupled with the small telecommunication stations located in fire hazard severity zones would be able to protect and ensure their constant operation in situations of fire in their surroundings. Thus, this project aims to develop an autonomous system capable of detecting that infrastructure is under fire risk based on the temperature measurement and it is capable of responding by triggering a firefighting mechanism composed of sprinklers and pressurized water tanks with the capacity and pressure necessary to protect the telecommunication stations. The firefighting mechanism is controlled by an Arduino that reads the information from the temperature sensors and activates a solenoid electro valve that spread the firefighting fluid through the sprinklers when the temperature reaches the setpoint value. Every time the system is activated, the adjacent area to the infrastructure is wetted, reducing the flame intensity and therefore the temperature of the cabinet keeping operation. The experimental tests were carried out at Forest Fire Research Laboratory (LEIF), in Lousã, and showed that the developed autonomous protection system proved to be a good solution to protect small infrastructures like telecommunication cabinets.