Un incendio forestal , incendio forestal o incendio de matorrales es un incendio no planificado, no controlado e impredecible en un área de vegetación combustible . [1] [2] Dependiendo del tipo de vegetación presente, un incendio forestal puede identificarse más específicamente como un incendio forestal ( en Australia ), incendio del desierto, incendio de pastizales, incendio de colinas, incendio de turba, incendio de praderas, incendio de vegetación o incendio de veld . [3] Algunos ecosistemas forestales naturales dependen de los incendios forestales. [4] Los incendios forestales son diferentes de las quemas controladas o prescritas , que se llevan a cabo para proporcionar un beneficio a las personas. La gestión forestal moderna a menudo implica quemas prescritas para mitigar el riesgo de incendio y promover los ciclos forestales naturales. Sin embargo, las quemas controladas pueden convertirse en incendios forestales por error.
Los incendios forestales se pueden clasificar según la causa de ignición, las propiedades físicas, el material combustible presente y el efecto del clima sobre el incendio. [5] La gravedad de los incendios forestales resulta de una combinación de factores como los combustibles disponibles, el entorno físico y el clima. [6] [7] [8] [9] Los ciclos climáticos con períodos húmedos que crean combustibles sustanciales, seguidos de sequía y calor, a menudo preceden a los incendios forestales graves. [10] Estos ciclos se han intensificado por el cambio climático . [11] : 247
Los incendios forestales son un tipo común de desastre en algunas regiones, incluidas Siberia (Rusia), California (Estados Unidos), Columbia Británica (Canadá) y Australia . [12] [13] [14] [15] [16] Las áreas con climas mediterráneos o en el bioma de la taiga son particularmente susceptibles. Los incendios forestales pueden afectar gravemente a los humanos y sus asentamientos. Los efectos incluyen, por ejemplo, los impactos directos en la salud del humo y el fuego, así como la destrucción de la propiedad (especialmente en las interfaces urbano-forestales ) y pérdidas económicas. También existe el potencial de contaminación del agua y el suelo.
Los incendios forestales naturales pueden tener efectos beneficiosos en los ecosistemas que han evolucionado con el fuego. [18] [19] [20] De hecho, muchas especies de plantas dependen de los efectos del fuego para su crecimiento y reproducción. [21]
Las fuentes de incendios provocados por el hombre pueden incluir incendios provocados, ignición accidental o el uso incontrolado del fuego en la limpieza de tierras y la agricultura, como la agricultura de roza y quema en el sudeste asiático. [24] En los trópicos , los agricultores a menudo practican el método de roza y quema para limpiar los campos durante la estación seca .
Los incendios provocados pueden ser la causa de más del 20% de los incendios provocados por el hombre. [30] Sin embargo, en la temporada de incendios forestales australiana de 2019-20 , "un estudio independiente encontró bots y trolls en línea que exageraban el papel de los incendios provocados". [31] En los incendios forestales canadienses de 2023, las afirmaciones falsas de incendios provocados ganaron fuerza en las redes sociales; sin embargo, los incendios provocados generalmente no son una causa principal de los incendios forestales en Canadá. [32] [33] En California, generalmente entre el 6 y el 10% de los incendios forestales anuales son provocados. [34]
Un incendio superficial en el desierto occidental de Utah , Estados UnidosPaisaje carbonizado tras un incendio en la zona de North Cascades , Estados UnidosIncendios forestales visibles desde la distancia en el Parque Nacional Dajti , Tirana , Albania
La propagación de los incendios forestales varía en función del material inflamable presente, su disposición vertical y contenido de humedad, y las condiciones climáticas. [36] La disposición y densidad del combustible está determinada en parte por la topografía , ya que la forma del terreno determina factores como la luz solar y el agua disponibles para el crecimiento de las plantas. En general, los tipos de incendios se pueden caracterizar en general por sus combustibles de la siguiente manera:
Los incendios rastreros o superficiales se alimentan de materia vegetal baja en el suelo del bosque, como hojarasca y hojarasca de madera, escombros, pasto y arbustos bajos. [40] Este tipo de incendio a menudo arde a una temperatura relativamente más baja que los incendios de copas (menos de 400 °C (752 °F)) y puede propagarse a un ritmo lento, aunque las pendientes pronunciadas y el viento pueden acelerar la velocidad de propagación. [41] Este tipo de combustible es especialmente susceptible a la ignición debido a las manchas ( ver más abajo ).
Los incendios en escalera consumen material entre la vegetación de bajo nivel y las copas de los árboles, como árboles pequeños, troncos caídos y enredaderas . El kudzu , el helecho trepador del Viejo Mundo y otras plantas invasoras que trepan a los árboles también pueden fomentar los incendios en escalera. [42]
Los incendios de copa, de dosel o aéreos queman material suspendido a nivel del dosel, como árboles altos, enredaderas y musgos. La ignición de un incendio de copa, denominado de copa , depende de la densidad del material suspendido, la altura del dosel, la continuidad del dosel, los incendios superficiales y en escalera suficientes, el contenido de humedad de la vegetación y las condiciones climáticas durante el incendio. [43] Los incendios de reemplazo de rodales iniciados por humanos pueden extenderse a la selva amazónica , dañando ecosistemas que no son particularmente adecuados para el calor o las condiciones áridas. [44]
Propiedades físicas
Un camino de tierra actuó como barrera contra incendios en Sudáfrica. Los efectos de la barrera se pueden ver claramente en los lados quemados (derecha) y no quemados del camino.
Los incendios forestales se producen cuando todos los elementos necesarios de un triángulo del fuego se reúnen en una zona susceptible: una fuente de ignición entra en contacto con un material combustible, como la vegetación , que está sometida a suficiente calor y tiene un suministro adecuado de oxígeno del aire ambiente. Un alto contenido de humedad generalmente impide la ignición y ralentiza la propagación, porque se necesitan temperaturas más altas para evaporar el agua del material y calentarlo hasta su punto de ignición . [8] [45]
Los bosques densos suelen proporcionar más sombra, lo que da como resultado temperaturas ambientales más bajas y mayor humedad , y por lo tanto son menos susceptibles a los incendios forestales. [46] Los materiales menos densos, como las hierbas y las hojas, son más fáciles de encender porque contienen menos agua que los materiales más densos, como las ramas y los troncos. [47] Las plantas pierden agua continuamente por evapotranspiración , pero la pérdida de agua generalmente se equilibra con el agua absorbida del suelo, la humedad o la lluvia. [48] Cuando este equilibrio no se mantiene, a menudo como consecuencia de sequías , las plantas se secan y, por lo tanto, son más inflamables. [49] [50]
Un frente de incendio forestal es la porción que sostiene la combustión continua en llamas, donde el material no quemado se encuentra con las llamas activas, o la transición latente entre el material no quemado y el quemado. [51] A medida que se acerca el frente, el fuego calienta tanto el aire circundante como el material leñoso a través de la convección y la radiación térmica . Primero, la madera se seca a medida que el agua se vaporiza a una temperatura de 100 °C (212 °F). A continuación, la pirólisis de la madera a 230 °C (450 °F) libera gases inflamables. Finalmente, la madera puede arder a 380 °C (720 °F) o, cuando se calienta lo suficiente, encenderse a 590 °C (1000 °F). [52] [53] Incluso antes de que las llamas de un incendio forestal lleguen a un lugar determinado, la transferencia de calor desde el frente del incendio forestal calienta el aire a 800 °C (1470 °F), lo que precalienta y seca los materiales inflamables, lo que hace que los materiales se enciendan más rápido y permite que el fuego se propague más rápido. [47] [54] Los incendios forestales superficiales de alta temperatura y larga duración pueden fomentar el flameo o quema : el secado de las copas de los árboles y su posterior ignición desde abajo. [55]
Los incendios forestales tienen una rápida tasa de propagación hacia adelante (FROS) cuando queman a través de combustibles densos ininterrumpidos. [56] Pueden moverse tan rápido como 10,8 kilómetros por hora (6,7 mph) en bosques y 22 kilómetros por hora (14 mph) en pastizales. [57] Los incendios forestales pueden avanzar tangencialmente al frente principal para formar un frente de flanqueo , o arder en la dirección opuesta del frente principal retrocediendo . [ 58] También pueden propagarse saltando o localizándose a medida que los vientos y las columnas de convección verticales llevan tizones (brasas de madera caliente) y otros materiales en llamas a través del aire sobre caminos, ríos y otras barreras que de otro modo podrían actuar como cortafuegos . [59] [60] Las antorchas y los incendios en las copas de los árboles fomentan la localización, y los combustibles secos del suelo alrededor de un incendio forestal son especialmente vulnerables a la ignición por tizones. [61] La localización puede crear incendios localizados a medida que las brasas calientes y las tizones encienden los combustibles a sotavento del incendio. En los incendios forestales australianos , se sabe que se producen incendios localizados a una distancia de hasta 20 kilómetros (12 millas) del frente del incendio. [62]
Los incendios forestales especialmente grandes pueden afectar las corrientes de aire en sus proximidades inmediatas por el efecto chimenea : el aire se eleva al calentarse, y los incendios forestales grandes crean corrientes ascendentes potentes que atraerán aire nuevo y más frío de las áreas circundantes en columnas térmicas . [63] Las grandes diferencias verticales de temperatura y humedad fomentan las nubes pirocúmulos , los vientos fuertes y los remolinos de fuego con la fuerza de tornados a velocidades de más de 80 kilómetros por hora (50 mph). [64] [65] [66] Las tasas rápidas de propagación, la prolífica formación de coronas o manchas, la presencia de remolinos de fuego y fuertes columnas de convección significan condiciones extremas. [67]
Variaciones de intensidad durante el día y la noche.
Un incendio forestal en Venezuela durante una sequía
La intensidad también aumenta durante las horas del día. Las tasas de combustión de los troncos que arden lentamente son hasta cinco veces mayores durante el día debido a la menor humedad, el aumento de las temperaturas y el aumento de la velocidad del viento. [68] La luz del sol calienta el suelo durante el día, lo que crea corrientes de aire que viajan cuesta arriba. Por la noche, la tierra se enfría, creando corrientes de aire que viajan cuesta abajo. Los incendios forestales son avivados por estos vientos y, a menudo, siguen las corrientes de aire sobre colinas y a través de valles. [69] Los incendios en Europa ocurren con frecuencia durante las horas de 12:00 p. m. y 2:00 p. m. [70] Las operaciones de extinción de incendios forestales en los Estados Unidos giran en torno a un día de incendios de 24 horas que comienza a las 10:00 a. m. debido al aumento predecible de la intensidad resultante del calor diurno. [71]
Efectos del cambio climático
Riesgos crecientes debido al cambio climático
El cambio climático promueve el tipo de clima que hace que los incendios forestales sean más probables. En algunas áreas, un aumento de los incendios forestales se ha atribuido directamente al cambio climático. [11] : 247 La evidencia del pasado de la Tierra también muestra más incendios en períodos más cálidos. [74] El cambio climático aumenta la evapotranspiración . Esto puede provocar que la vegetación y los suelos se sequen. Cuando un incendio se inicia en un área con vegetación muy seca, puede propagarse rápidamente. Las temperaturas más altas también pueden alargar la temporada de incendios. Esta es la época del año en la que es más probable que se produzcan incendios forestales graves, en particular en regiones donde la nieve está desapareciendo. [75]
Las condiciones climáticas están aumentando los riesgos de incendios forestales, pero la superficie total quemada por incendios forestales ha disminuido. Esto se debe principalmente a que la sabana se ha convertido en tierras de cultivo , por lo que hay menos árboles para quemar. [75]
La variabilidad climática, incluidas las olas de calor , las sequías y El Niño , y los patrones climáticos regionales, como las crestas de alta presión, pueden aumentar el riesgo y alterar drásticamente el comportamiento de los incendios forestales. [76] [77] [78] Los años de alta precipitación pueden producir un rápido crecimiento de la vegetación, que cuando es seguido por períodos más cálidos puede fomentar incendios más generalizados y temporadas de incendios más largas. [79] Las altas temperaturas secan las cargas de combustible y las hacen más inflamables, lo que aumenta la mortalidad de los árboles y plantea riesgos significativos para la salud forestal global. [80] [81] [82] Desde mediados de la década de 1980, en el oeste de los EE. UU., el derretimiento temprano de la nieve y el calentamiento asociado también se han asociado con un aumento en la duración y la gravedad de la temporada de incendios forestales, o la época más propensa a incendios del año. [83] Un estudio de 2019 indica que el aumento del riesgo de incendios en California puede atribuirse parcialmente al cambio climático inducido por el hombre . [84]
En el verano de 1974-1975 (hemisferio sur), Australia sufrió su peor incendio forestal registrado, cuando el 15% de la masa terrestre de Australia sufrió "extensos daños por fuego". [85] Los incendios de ese verano quemaron aproximadamente 117 millones de hectáreas (290 millones de acres ; 1.170.000 kilómetros cuadrados ; 450.000 millas cuadradas ). [86] [87] En Australia, el número anual de días calurosos (por encima de 35 °C) y días muy calurosos (por encima de 40 °C) ha aumentado significativamente en muchas áreas del país desde 1950. El país siempre ha tenido incendios forestales, pero en 2019, la extensión y ferocidad de estos incendios aumentaron drásticamente. [88] Por primera vez se declararon condiciones catastróficas de incendios forestales para el Gran Sídney. Nueva Gales del Sur y Queensland declararon el estado de emergencia, pero también hubo incendios en Australia del Sur y Australia Occidental. [89]
Vídeo para explicar cómo el aumento de las temperaturas del océano está relacionado con la severidad de la temporada de incendios.
Dióxido de carbono y otras emisiones procedentes de los incendios
El carbono liberado por los incendios forestales puede aumentar las concentraciones de gases de efecto invernadero. Los modelos climáticos aún no reflejan plenamente esta retroalimentación . [17] : 20
Los incendios forestales liberan grandes cantidades de dióxido de carbono, partículas de carbono negro y marrón y precursores de ozono, como compuestos orgánicos volátiles y óxidos de nitrógeno (NOx) , a la atmósfera. [96] [97] Estas emisiones afectan a la radiación, las nubes y el clima a escala regional e incluso global. [16] Los incendios forestales también emiten cantidades sustanciales de especies orgánicas semivolátiles que pueden separarse de la fase gaseosa para formar aerosoles orgánicos secundarios (AOS) en cuestión de horas o días después de la emisión. Además, la formación de otros contaminantes a medida que se transporta el aire puede provocar exposiciones nocivas para las poblaciones de regiones alejadas de los incendios forestales. [98] [16] Si bien las emisiones directas de contaminantes nocivos pueden afectar a los socorristas y a los residentes, el humo de los incendios forestales también puede transportarse a grandes distancias e impactar la calidad del aire a escala local, regional y global. [99]
Los efectos del humo de los incendios forestales sobre la salud, como el empeoramiento de las afecciones cardiovasculares y respiratorias, se extienden más allá de la exposición inmediata y contribuyen a casi 16.000 muertes anuales, una cifra que se espera que aumente a 30.000 para 2050. El impacto económico también es significativo: se prevé que los costos alcancen los 240.000 millones de dólares anuales para 2050, superando otros daños relacionados con el clima. [100]
Durante el último siglo, los incendios forestales han sido responsables del 20 al 25 % de las emisiones globales de carbono, y el resto proviene de actividades humanas. [101] Las emisiones globales de carbono de los incendios forestales hasta agosto de 2020 igualaron las emisiones anuales promedio de la Unión Europea . [102] En 2020, el carbono liberado por los incendios forestales de California fue significativamente mayor que las otras emisiones de carbono del estado. [103]
Se estima que los incendios forestales en Indonesia en 1997 liberaron entre 0,81 y 2,57 gigatoneladas ( 0,89 y 2,83 mil millones de toneladas cortas ) de CO2 a la atmósfera, lo que representa entre el 13 y el 40% de las emisiones anuales mundiales de dióxido de carbono derivadas de la quema de combustibles fósiles. [104] [105]
En junio y julio de 2019, los incendios en el Ártico emitieron más de 140 megatones de dióxido de carbono, según un análisis del CAMS. Para ponerlo en perspectiva, esto equivale a la misma cantidad de carbono emitida por 36 millones de automóviles en un año. Los recientes incendios forestales y sus enormes emisiones de CO2 significan que será importante tenerlos en cuenta al implementar medidas para alcanzar los objetivos de reducción de gases de efecto invernadero acordados en el acuerdo climático de París . [106] Debido a la compleja química oxidativa que ocurre durante el transporte del humo de los incendios forestales en la atmósfera, [107] se indicó que la toxicidad de las emisiones aumenta con el tiempo. [108] [109]
Los modelos atmosféricos sugieren que estas concentraciones de partículas de hollín podrían aumentar la absorción de la radiación solar entrante durante los meses de invierno hasta en un 15%. [110] Se estima que la Amazonia contiene alrededor de 90 mil millones de toneladas de carbono. En 2019, la atmósfera de la Tierra tenía 415 partes por millón de carbono, y la destrucción de la Amazonia agregaría alrededor de 38 partes por millón. [111]
Algunas investigaciones han demostrado que el humo de los incendios forestales puede tener un efecto refrescante. [112] [113] [114]
Según una investigación realizada en 2007, el carbono negro presente en la nieve modificaba la temperatura tres veces más que el dióxido de carbono atmosférico. Hasta el 94 por ciento del calentamiento del Ártico puede deberse al carbono oscuro presente en la nieve, que inicia el derretimiento. El carbono oscuro proviene de la quema de combustibles fósiles, madera y otros biocombustibles, y de los incendios forestales. El derretimiento puede producirse incluso con concentraciones bajas de carbono oscuro (por debajo de cinco partes por mil millones)". [115]
Prevención
Un breve vídeo sobre la gestión y protección del hábitat natural entre una población y la ladera, frente al riesgo de incendio.
La prevención de incendios forestales se refiere a los métodos preventivos destinados a reducir el riesgo de incendios, así como a disminuir su gravedad y propagación. [116] Las técnicas de prevención tienen como objetivo gestionar la calidad del aire, mantener los equilibrios ecológicos, proteger los recursos, [117] y afectar a los incendios futuros. [118] Las políticas de prevención deben considerar el papel que desempeñan los seres humanos en los incendios forestales, ya que, por ejemplo, el 95% de los incendios forestales en Europa están relacionados con la participación humana. [119]
Los programas de prevención de incendios forestales en todo el mundo pueden emplear técnicas como el uso de incendios forestales (WFU) y las quemas controladas o prescritas . [120] [121] El uso de incendios forestales se refiere a cualquier incendio de causas naturales que se monitorea pero se permite que arda. Las quemas controladas son incendios iniciados por agencias gubernamentales en condiciones climáticas menos peligrosas. [122] Otros objetivos pueden incluir el mantenimiento de bosques, pastizales y humedales saludables, y el apoyo a la diversidad de los ecosistemas. [123]
Las estrategias para la prevención, detección, control y supresión de incendios forestales han variado a lo largo de los años. [124] Una técnica común y económica para reducir el riesgo de incendios forestales incontrolados es la quema controlada : encender intencionalmente incendios más pequeños y menos intensos para minimizar la cantidad de material inflamable disponible para un posible incendio forestal. [125] [126] La vegetación puede quemarse periódicamente para limitar la acumulación de plantas y otros desechos que pueden servir como combustible, manteniendo al mismo tiempo una alta diversidad de especies. [127] [128] Mientras que otras personas afirman que las quemas controladas y una política de permitir que ardan algunos incendios forestales es el método más barato y una política ecológicamente apropiada para muchos bosques, tienden a no tener en cuenta el valor económico de los recursos que se consumen por el fuego, especialmente la madera comercializable. [129] Algunos estudios concluyen que, si bien los combustibles también pueden eliminarse mediante la tala, estos tratamientos de aclareo pueden no ser efectivos para reducir la gravedad del incendio en condiciones climáticas extremas. [130]
Los códigos de construcción en áreas propensas a incendios generalmente requieren que las estructuras se construyan con materiales resistentes al fuego y que se mantenga un espacio defendible mediante la limpieza de materiales inflamables dentro de una distancia prescrita de la estructura. [131] [132] Las comunidades en Filipinas también mantienen líneas de fuego de 5 a 10 metros (16 a 33 pies) de ancho entre el bosque y su aldea, y patrullan estas líneas durante los meses de verano o las estaciones de clima seco. [133] El desarrollo residencial continuo en áreas propensas a incendios y la reconstrucción de estructuras destruidas por incendios ha sido recibido con críticas. [134] Los beneficios ecológicos del fuego a menudo se ven anulados por los beneficios económicos y de seguridad de proteger las estructuras y la vida humana. [135]
La demanda de información oportuna y de alta calidad sobre incendios ha aumentado en los últimos años. La detección rápida y eficaz es un factor clave en la lucha contra los incendios forestales. [136] Los esfuerzos de detección temprana se centraron en la respuesta temprana, resultados precisos tanto de día como de noche, y la capacidad de priorizar el peligro de incendio. [137] Las torres de vigilancia de incendios se utilizaron en los Estados Unidos a principios del siglo XX y los incendios se informaban mediante teléfonos, palomas mensajeras y heliógrafos . [138] La fotografía aérea y terrestre con cámaras instantáneas se utilizó en la década de 1950 hasta que se desarrolló el escaneo infrarrojo para la detección de incendios en la década de 1960. Sin embargo, el análisis y la entrega de información a menudo se retrasaban por las limitaciones en la tecnología de la comunicación. Los primeros análisis de incendios derivados de satélites se dibujaban a mano en mapas en un sitio remoto y se enviaban por correo urgente al administrador de incendios . Durante los incendios de Yellowstone de 1988 , se estableció una estación de datos en West Yellowstone , lo que permitió la entrega de información de incendios basada en satélite en aproximadamente cuatro horas. [137]
Las líneas telefónicas públicas, los puestos de vigilancia de incendios en torres y las patrullas terrestres y aéreas pueden utilizarse como medios de detección temprana de incendios forestales. Sin embargo, la observación humana precisa puede verse limitada por la fatiga del operador , la hora del día, la época del año y la ubicación geográfica. Los sistemas electrónicos han ganado popularidad en los últimos años como una posible solución al error del operador humano. Estos sistemas pueden ser semiautomáticos o totalmente automatizados y emplean sistemas basados en el área de riesgo y el grado de presencia humana, como lo sugieren los análisis de datos SIG . Se puede utilizar un enfoque integrado de múltiples sistemas para fusionar datos satelitales, imágenes aéreas y la posición del personal a través del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) en un todo colectivo para su uso casi en tiempo real por parte de los Centros de Comando de Incidentes inalámbricos . [139]
Redes de sensores locales
Una zona pequeña y de alto riesgo que presente una vegetación espesa, una fuerte presencia humana o esté cerca de una zona urbana crítica puede ser monitoreada utilizando una red de sensores local . Los sistemas de detección pueden incluir redes de sensores inalámbricos que actúen como sistemas meteorológicos automatizados: detectando temperatura, humedad y humo. [140] [141] [142] [143] Estos pueden funcionar con baterías, energía solar o ser recargables por árboles : capaces de recargar sus sistemas de baterías utilizando las pequeñas corrientes eléctricas en el material vegetal. [144] Las áreas más grandes y de riesgo medio pueden ser monitoreadas mediante torres de escaneo que incorporan cámaras fijas y sensores para detectar humo o factores adicionales como la firma infrarroja del dióxido de carbono producido por los incendios. También se pueden incorporar capacidades adicionales como visión nocturna , detección de brillo y detección de cambio de color en las matrices de sensores . [145] [146] [147]
El Departamento de Recursos Naturales firmó un contrato con PanoAI para la instalación de cámaras de "detección rápida" de 360 grados en el noroeste del Pacífico, que están montadas en torres de telefonía celular y son capaces de monitorear las 24 horas del día, los 7 días de la semana, en un radio de 15 millas. [148] Además, Sensaio Tech, con sede en Brasil y Toronto, ha lanzado un dispositivo sensor que monitorea continuamente 14 variables diferentes comunes en los bosques, que van desde la temperatura del suelo hasta la salinidad. Esta información se conecta en vivo con los clientes a través de visualizaciones de tablero, mientras que se proporcionan notificaciones móviles sobre niveles peligrosos. [149]
El monitoreo satelital y aéreo mediante el uso de aviones, helicópteros o vehículos aéreos no tripulados puede proporcionar una vista más amplia y puede ser suficiente para monitorear áreas muy grandes y de bajo riesgo. Estos sistemas más sofisticados emplean GPS y cámaras infrarrojas o visibles de alta resolución montadas en aeronaves para identificar y apuntar a los incendios forestales. [150] [151] Los sensores montados en satélites, como el radiómetro de escaneo a lo largo de la trayectoria avanzado de Envisat y el radiómetro de escaneo a lo largo de la trayectoria del satélite de teledetección europeo, pueden medir la radiación infrarroja emitida por los incendios, identificando puntos calientes mayores de 39 °C (102 °F). [152] [153] El sistema de mapeo de peligros de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica combina datos de teledetección de fuentes satelitales como el Satélite Ambiental Operacional Geoestacionario (GOES), el Espectrorradiómetro de Imágenes de Resolución Moderada (MODIS) y el Radiómetro Avanzado de Muy Alta Resolución (AVHRR) para la detección de ubicaciones de incendios y columnas de humo. [154] [155] Sin embargo, la detección por satélite es propensa a errores de desplazamiento, de entre 2 y 3 kilómetros (1 a 2 millas) para los datos MODIS y AVHRR y hasta 12 kilómetros (7,5 millas) para los datos GOES. [156] Los satélites en órbitas geoestacionarias pueden quedar inutilizados, y los satélites en órbitas polares suelen estar limitados por su breve ventana de tiempo de observación. La cobertura de nubes y la resolución de la imagen también pueden limitar la eficacia de las imágenes satelitales. [157] Global Forest Watch [158] proporciona actualizaciones diarias detalladas sobre alertas de incendios. [159]
En 2015, el Servicio Forestal del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA ) puso en funcionamiento una nueva herramienta de detección de incendios que utiliza datos del satélite Suomi National Polar-orbiting Partnership (NPP) para detectar incendios más pequeños con más detalle que los productos espaciales anteriores. Los datos de alta resolución se utilizan con un modelo informático para predecir cómo cambiará de dirección un incendio en función de las condiciones meteorológicas y del terreno. [160]
En 2014, se organizó una campaña internacional en el Parque Nacional Kruger de Sudáfrica para validar los productos de detección de incendios, incluidos los nuevos datos de incendios activos del VIIRS. Antes de esa campaña, el Instituto Meraka del Consejo de Investigación Científica e Industrial de Pretoria (Sudáfrica), uno de los primeros en adoptar el producto de detección de incendios VIIRS 375 m, lo puso en uso durante varios incendios forestales de gran magnitud en Kruger. [161]
Entre 2022 y 2023, los incendios forestales en toda América del Norte impulsaron la adopción de diversas tecnologías que utilizan inteligencia artificial para la detección temprana, la prevención y la predicción de incendios forestales. [162] [163] [164]
Supresión
Un bombero ruso extinguiendo un incendio forestal
La extinción de incendios forestales depende de las tecnologías disponibles en la zona en la que se producen. En los países menos desarrollados, las técnicas utilizadas pueden ser tan sencillas como arrojar arena o golpear el fuego con palos o hojas de palma. [165] En los países más avanzados, los métodos de extinción varían debido a la mayor capacidad tecnológica. Se puede utilizar yoduro de plata para fomentar la caída de nieve, [166] mientras que los retardantes de fuego y el agua pueden arrojarse sobre los incendios mediante vehículos aéreos no tripulados , aviones y helicópteros . [167] [168] La extinción completa del incendio ya no es una expectativa, pero la mayoría de los incendios forestales a menudo se extinguen antes de que se salgan de control. Si bien más del 99% de los 10.000 nuevos incendios forestales cada año se contienen, los incendios forestales que se escapan en condiciones climáticas extremas son difíciles de extinguir sin un cambio en el clima. Los incendios forestales en Canadá y los EE. UU. queman un promedio de 54.500 kilómetros cuadrados (13.000.000 de acres) por año. [169] [170]
Por encima de todo, la lucha contra los incendios forestales puede resultar mortal. El frente ardiente de un incendio forestal también puede cambiar de dirección inesperadamente y saltar a través de cortafuegos. El calor intenso y el humo pueden provocar desorientación y pérdida de la apreciación de la dirección del fuego, lo que puede hacer que los incendios sean especialmente peligrosos. Por ejemplo, durante el incendio de Mann Gulch de 1949 en Montana , Estados Unidos, trece paracaidistas murieron cuando perdieron sus enlaces de comunicación, se desorientaron y fueron alcanzados por el fuego. [171] En los incendios forestales de febrero de 2009 en Victoria , Australia , al menos 173 personas murieron y más de 2.029 casas y 3.500 estructuras se perdieron cuando fueron engullidas por el fuego forestal. [172]
Costos de extinción de incendios forestales
La extinción de incendios forestales representa una gran parte del producto interno bruto de un país, lo que afecta directamente a la economía del país. [173] Si bien los costos varían enormemente de un año a otro, dependiendo de la gravedad de cada temporada de incendios, en los Estados Unidos, las agencias locales, estatales, federales y tribales gastan colectivamente decenas de miles de millones de dólares al año para extinguir los incendios forestales. En los Estados Unidos, se informó que se gastaron aproximadamente $6 mil millones entre 2004 y 2008 para extinguir los incendios forestales en el país. [173] En California, el Servicio Forestal de los Estados Unidos gasta alrededor de $200 millones por año para extinguir el 98% de los incendios forestales y hasta $1 mil millones para extinguir el otro 2% de los incendios que escapan al ataque inicial y se vuelven grandes. [174]
Seguridad en la lucha contra incendios forestales
Bombero forestal trabajando en un incendio forestal en Hopkinton , New Hampshire, EE. UU.
Especialmente en condiciones climáticas cálidas, los incendios presentan el riesgo de estrés térmico, que puede implicar sensación de calor, fatiga, debilidad, vértigo, dolor de cabeza o náuseas. El estrés térmico puede progresar a tensión térmica, que implica cambios fisiológicos como aumento de la frecuencia cardíaca y la temperatura corporal central. Esto puede provocar enfermedades relacionadas con el calor, como sarpullido por calor, calambres, agotamiento o golpe de calor . Varios factores pueden contribuir a los riesgos que plantea el estrés térmico, incluido el trabajo extenuante, los factores de riesgo personales como la edad y la condición física , la deshidratación, la falta de sueño y el equipo de protección personal pesado . El descanso, el agua fría y los descansos ocasionales son cruciales para mitigar los efectos del estrés térmico. [175]
El humo, las cenizas y los escombros también pueden representar graves peligros respiratorios para los bomberos forestales. El humo y el polvo de los incendios forestales pueden contener gases como monóxido de carbono , dióxido de azufre y formaldehído , así como partículas como ceniza y sílice . Para reducir la exposición al humo, los equipos de extinción de incendios forestales deben, siempre que sea posible, rotar a los bomberos por áreas de mucho humo, evitar la extinción de incendios a sotavento, utilizar equipos en lugar de personas en áreas de espera y minimizar la limpieza. Los campamentos y puestos de mando también deben ubicarse a barlovento de los incendios forestales. La ropa y el equipo de protección también pueden ayudar a minimizar la exposición al humo y las cenizas. [175]
Los bomberos también corren el riesgo de sufrir problemas cardíacos, como accidentes cerebrovasculares y ataques cardíacos. Los bomberos deben mantener una buena condición física. Los programas de acondicionamiento físico, los programas de detección y examen médico que incluyen pruebas de esfuerzo pueden minimizar los riesgos de problemas cardíacos en la lucha contra incendios. [175] Otros peligros de lesiones a los que se enfrentan los bomberos forestales incluyen resbalones, tropiezos, caídas, quemaduras, raspones y cortes con herramientas y equipos, golpes con árboles, vehículos u otros objetos, peligros de plantas como espinas y hiedra venenosa, mordeduras de serpientes y animales, accidentes automovilísticos, electrocución por líneas eléctricas o tormentas eléctricas y estructuras de edificios inestables. [175]
Retardantes de fuego
Los retardantes de fuego se utilizan para frenar los incendios forestales inhibiendo la combustión. Son soluciones acuosas de fosfatos de amonio y sulfatos de amonio, así como agentes espesantes. [178] La decisión de aplicar un retardante depende de la magnitud, la ubicación y la intensidad del incendio forestal. En ciertos casos, el retardante de fuego también puede aplicarse como medida preventiva de defensa contra incendios. [179]
Los retardantes de fuego típicos contienen los mismos agentes que los fertilizantes. Los retardantes de fuego también pueden afectar la calidad del agua a través de la lixiviación, la eutrofización o la aplicación incorrecta. Los efectos de los retardantes de fuego en el agua potable siguen sin ser concluyentes. [180] Los factores de dilución, incluido el tamaño del cuerpo de agua, las precipitaciones y los caudales de agua, reducen la concentración y la potencia del retardante de fuego. [179] Los restos de incendios forestales (cenizas y sedimentos) obstruyen ríos y embalses, lo que aumenta el riesgo de inundaciones y erosión que, en última instancia, ralentizan o dañan los sistemas de tratamiento de agua. [180] [181] Existe una preocupación continua por los efectos de los retardantes de fuego en la tierra, el agua, los hábitats de la vida silvestre y la calidad de las cuencas hidrográficas; se necesita investigación adicional. Sin embargo, en el lado positivo, se ha demostrado que los retardantes de fuego (específicamente sus componentes de nitrógeno y fósforo) tienen un efecto fertilizante en suelos privados de nutrientes y, por lo tanto, crean un aumento temporal de la vegetación. [179]
El modelado de incendios forestales se ocupa de la simulación numérica de incendios forestales para comprender y predecir el comportamiento del fuego. [182] [183] El modelado de incendios forestales tiene como objetivo ayudar a la extinción de incendios forestales, aumentar la seguridad de los bomberos y el público y minimizar los daños. El modelado de incendios forestales también puede ayudar a proteger los ecosistemas , las cuencas hidrográficas y la calidad del aire .
Utilizando la ciencia computacional , el modelado de incendios forestales implica el análisis estadístico de eventos de incendios pasados para predecir riesgos de detección y comportamiento del frente. Varios modelos de propagación de incendios forestales han sido propuestos en el pasado, incluyendo elipses simples y modelos en forma de huevo y abanico. Los primeros intentos para determinar el comportamiento de los incendios forestales asumieron la uniformidad del terreno y la vegetación. Sin embargo, el comportamiento exacto del frente de un incendio forestal depende de una variedad de factores, incluyendo la velocidad del viento y la inclinación de la pendiente. Los modelos de crecimiento modernos utilizan una combinación de descripciones elipsoidales pasadas y el Principio de Huygens para simular el crecimiento del fuego como un polígono en continua expansión. [184] [185] La teoría del valor extremo también puede ser utilizada para predecir el tamaño de grandes incendios forestales. Sin embargo, los grandes incendios que exceden las capacidades de extinción son considerados a menudo como valores atípicos estadísticos en los análisis estándar, a pesar de que las políticas contra incendios están más influenciadas por grandes incendios forestales que por pequeños incendios. [186]
La mayor parte de la contaminación atmosférica y climática de la Tierra reside en la troposfera , la parte de la atmósfera que se extiende desde la superficie del planeta hasta una altura de unos 10 kilómetros (6 mi). La elevación vertical de una tormenta severa o pirocumulonimbo puede aumentar en el área de un gran incendio forestal, que puede impulsar humo, hollín ( carbono negro ) y otras partículas hasta la estratosfera inferior . [187] Anteriormente, la teoría científica predominante sostenía que la mayoría de las partículas en la estratosfera provenían de volcanes , pero se han detectado humo y otras emisiones de incendios forestales en la estratosfera inferior. [188] Las nubes pirocúmulos pueden alcanzar los 6100 metros (20 000 pies) sobre los incendios forestales. [189] La observación por satélite de columnas de humo de incendios forestales reveló que las columnas podían rastrearse intactas a distancias superiores a 1600 kilómetros (1000 mi). [190] Los modelos asistidos por computadora como CALPUFF pueden ayudar a predecir el tamaño y la dirección de las columnas de humo generadas por incendios forestales mediante el uso de modelos de dispersión atmosférica . [191]
Los incendios forestales pueden afectar la contaminación atmosférica local [192] y liberar carbono en forma de dióxido de carbono. [193] Las emisiones de los incendios forestales contienen partículas finas que pueden causar problemas cardiovasculares y respiratorios. [194] El aumento de los subproductos del fuego en la troposfera puede aumentar las concentraciones de ozono por encima de los niveles seguros. [195]
Sobre los ecosistemas
Los incendios forestales son comunes en climas que son lo suficientemente húmedos para permitir el crecimiento de la vegetación pero que presentan períodos secos y calurosos prolongados. [21] Dichos lugares incluyen las áreas con vegetación de Australia y el sudeste asiático , el veld en el sur de África, el fynbos en el Cabo Occidental de Sudáfrica , las áreas boscosas de los Estados Unidos y Canadá, y la cuenca del Mediterráneo .
Los incendios forestales de alta severidad crean un hábitat complejo de bosque seral temprano (también llamado "hábitat de bosque de troncos muertos"), que a menudo tiene una mayor riqueza y diversidad de especies que el bosque antiguo no quemado. [196] Las especies de plantas y animales en la mayoría de los tipos de bosques de América del Norte evolucionaron con el fuego, y muchas de estas especies dependen de los incendios forestales, y particularmente de los incendios de alta severidad, para reproducirse y crecer. El fuego ayuda a devolver los nutrientes de la materia vegetal al suelo. El calor del fuego es necesario para la germinación de ciertos tipos de semillas, y los troncos muertos y los bosques de sucesión temprana creados por incendios de alta severidad crean condiciones de hábitat que son beneficiosas para la vida silvestre. [196] Los bosques de sucesión temprana creados por incendios de alta severidad sustentan algunos de los niveles más altos de biodiversidad nativa encontrados en los bosques templados de coníferas. [197] [198] La tala posterior al incendio no tiene beneficios ecológicos y muchos impactos negativos; lo mismo suele ser cierto para la siembra posterior al incendio. [129] La exclusión de los incendios forestales puede contribuir a cambios en el régimen de vegetación, como la invasión de plantas leñosas . [199] [200]
Aunque algunos ecosistemas dependen de los incendios naturales para regular su crecimiento, otros sufren demasiados incendios, como el chaparral del sur de California y los desiertos de menor altitud del suroeste de Estados Unidos. El aumento de la frecuencia de los incendios en estas zonas que normalmente dependen del fuego ha alterado los ciclos naturales, ha dañado las comunidades de plantas nativas y ha fomentado el crecimiento de malezas no autóctonas. [201] [202] [203] [204] Las especies invasoras , como Lygodium microphyllum y Bromus tectorum , pueden crecer rápidamente en zonas que fueron dañadas por incendios. Debido a que son altamente inflamables, pueden aumentar el riesgo futuro de incendios, creando un ciclo de retroalimentación positiva que aumenta la frecuencia de los incendios y altera aún más las comunidades de vegetación nativa. [42] [117]
En la selva amazónica , la sequía, la tala, las prácticas ganaderas y la agricultura de roza y quema dañan los bosques resistentes al fuego y promueven el crecimiento de matorrales inflamables, creando un ciclo que fomenta más quemas. [205] Los incendios en la selva amenazan su colección de especies diversas y producen grandes cantidades de CO 2 . [206] Además, los incendios en la selva tropical, junto con la sequía y la participación humana, podrían dañar o destruir más de la mitad de la selva amazónica para 2030. [207] Los incendios forestales generan cenizas, reducen la disponibilidad de nutrientes orgánicos y provocan un aumento en la escorrentía de agua, erosionando otros nutrientes y creando condiciones de inundaciones repentinas . [36] [208] Un incendio forestal de 2003 en los páramos de North Yorkshire quemó 2,5 kilómetros cuadrados (600 acres) de brezo y las capas de turba subyacentes . Posteriormente, la erosión eólica arrasó con las cenizas y el suelo expuesto, revelando restos arqueológicos que datan de 10.000 a. C. [209] Los incendios forestales también pueden tener un efecto sobre el cambio climático, aumentando la cantidad de carbono liberado a la atmósfera e inhibiendo el crecimiento de la vegetación, lo que afecta la absorción general de carbono por parte de las plantas. [210]
Sobre vías navegables
Los desechos y los vertidos químicos en los cursos de agua después de los incendios forestales pueden hacer que las fuentes de agua potable sean inseguras. [211] Aunque es difícil cuantificar los impactos de los incendios forestales en la calidad del agua superficial, las investigaciones sugieren que la concentración de muchos contaminantes aumenta después del incendio. Los impactos ocurren durante la quema activa y hasta años después. [212] Los aumentos de nutrientes y sedimentos suspendidos totales pueden ocurrir en el plazo de un año, mientras que las concentraciones de metales pesados pueden alcanzar su punto máximo entre 1 y 2 años después de un incendio forestal. [213]
El benceno es una de las muchas sustancias químicas que se han encontrado en los sistemas de agua potable después de los incendios forestales. El benceno puede permear ciertas tuberías de plástico y, por lo tanto, requiere mucho tiempo para eliminarlo de la infraestructura de distribución de agua. Los investigadores estimaron que, en los peores escenarios, se necesitaron más de 286 días de lavado constante de una línea de servicio de HDPE contaminada para reducir el benceno por debajo de los límites seguros para el agua potable. [214] [215] Los aumentos de temperatura causados por los incendios, incluidos los incendios forestales, pueden hacer que las tuberías de agua de plástico generen sustancias químicas tóxicas [216] como el benceno . [217]
Las adaptaciones al fuego son rasgos de las plantas y los animales que les ayudan a sobrevivir a los incendios forestales o a utilizar los recursos creados por ellos. Estos rasgos pueden ayudar a las plantas y los animales a aumentar sus tasas de supervivencia durante un incendio y/o a reproducir descendencia después de un incendio. Tanto las plantas como los animales tienen múltiples estrategias para sobrevivir y reproducirse después de un incendio. Las plantas en ecosistemas propensos a los incendios forestales a menudo sobreviven mediante adaptaciones a su régimen de incendios local . Dichas adaptaciones incluyen protección física contra el calor, mayor crecimiento después de un incendio y materiales inflamables que fomentan el fuego y pueden eliminar la competencia .
Por ejemplo, las plantas del género Eucalyptus contienen aceites inflamables que fomentan el fuego y hojas esclerófilas duras para resistir el calor y la sequía, asegurando su dominio sobre especies menos tolerantes al fuego. [218] [219] La corteza densa, el desprendimiento de las ramas inferiores y el alto contenido de agua en las estructuras externas también pueden proteger a los árboles del aumento de las temperaturas. [220] Las semillas resistentes al fuego y los brotes de reserva que brotan después de un incendio fomentan la preservación de las especies, como lo encarnan las especies pioneras . El humo, la madera carbonizada y el calor pueden estimular la germinación de las semillas en un proceso llamado serotinia . [221] La exposición al humo de las plantas en llamas promueve la germinación en otros tipos de plantas al inducir la producción de butenolida naranja . [222]
Mapa nacional de las aguas subterráneas y la humedad del suelo en Estados Unidos. Muestra la muy baja humedad del suelo asociada con la temporada de incendios de 2011 en Texas .
Se observa un rastro de humo de un incendio mientras se mira hacia Dargo desde Swifts Creek , Victoria, Australia, 11 de enero de 2007
Impactos en los humanos
El riesgo de incendio forestal es la posibilidad de que se inicie un incendio forestal en un área determinada o que llegue a ella, y la posible pérdida de valores humanos en caso de que esto ocurra. El riesgo depende de factores variables como las actividades humanas, los patrones climáticos, la disponibilidad de combustibles para incendios forestales y la disponibilidad o falta de recursos para extinguir un incendio. [223] [224] Los incendios forestales han sido continuamente una amenaza para las poblaciones humanas. Sin embargo, los cambios geográficos y climáticos inducidos por el hombre están exponiendo a las poblaciones con mayor frecuencia a los incendios forestales y aumentando el riesgo de incendios forestales. Se especula que el aumento de los incendios forestales surge de un siglo de supresión de incendios forestales junto con la rápida expansión de los desarrollos humanos en tierras silvestres propensas a incendios. [225] Los incendios forestales son eventos que ocurren naturalmente y ayudan a promover la salud de los bosques. El calentamiento global y los cambios climáticos están provocando un aumento de las temperaturas y más sequías en todo el país, lo que contribuye a un aumento del riesgo de incendios forestales. [226] [227]
El efecto adverso más notorio de los incendios forestales es la destrucción de propiedades. Sin embargo, las sustancias químicas peligrosas liberadas también afectan significativamente la salud humana. [228]
El humo de los incendios forestales se compone principalmente de dióxido de carbono y vapor de agua. Otros componentes comunes presentes en concentraciones más bajas son el monóxido de carbono, el formaldehído, la acroleína , los hidrocarburos poliaromáticos y el benceno. [229] Las partículas pequeñas transportadas por el aire (en forma sólida o en gotas líquidas) también están presentes en el humo y los restos de cenizas. Entre el 80 y el 90 % del humo de los incendios forestales, en masa, se encuentra dentro de la clase de tamaño de partícula fina de 2,5 micrómetros de diámetro o menos. [230]
El dióxido de carbono en el humo representa un riesgo bajo para la salud debido a su baja toxicidad. Más bien, el monóxido de carbono y las partículas finas , particularmente de 2,5 μm de diámetro y más pequeñas, se han identificado como las principales amenazas para la salud. [229] Se encontraron altos niveles de metales pesados , incluidos plomo , arsénico , cadmio y cobre en los restos de ceniza después de los incendios forestales de California de 2007. Se organizó una campaña nacional de limpieza por temor a los efectos sobre la salud de la exposición. [231] En el devastador incendio de California Camp (2018) que mató a 85 personas, los niveles de plomo aumentaron alrededor de 50 veces en las horas posteriores al incendio en un sitio cercano ( Chico ). La concentración de zinc también aumentó significativamente en Modesto, a 150 millas de distancia. También se encontraron metales pesados como manganeso y calcio en numerosos incendios de California. [232] Se considera que otros productos químicos son peligros importantes, pero se encuentran en concentraciones que son demasiado bajas para causar efectos detectables en la salud. [ cita requerida ]
El grado de exposición de una persona al humo de los incendios forestales depende de la extensión, la gravedad, la duración y la proximidad del incendio. Las personas están expuestas directamente al humo a través del tracto respiratorio, mediante la inhalación de contaminantes del aire. De manera indirecta, las comunidades están expuestas a los restos de los incendios forestales que pueden contaminar el suelo y los suministros de agua.
La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) desarrolló el índice de calidad del aire (AQI), un recurso público que proporciona concentraciones estándar de calidad del aire a nivel nacional para contaminantes atmosféricos comunes. El público puede usarlo para determinar su exposición a contaminantes atmosféricos peligrosos en función del rango de visibilidad. [233]
Efectos sobre la salud
Animación de la respiración diafragmática con el diafragma mostrado en verde.
El humo de los incendios forestales contiene partículas que pueden tener efectos adversos sobre el sistema respiratorio humano. Las pruebas de los efectos sobre la salud deben transmitirse al público para limitar la exposición. Las pruebas también pueden utilizarse para influir en las políticas destinadas a promover resultados positivos para la salud. [234]
La inhalación de humo de un incendio forestal puede ser un peligro para la salud. [235] El humo de los incendios forestales está compuesto de productos de combustión, es decir, dióxido de carbono , monóxido de carbono , vapor de agua , partículas en suspensión , sustancias químicas orgánicas, óxidos de nitrógeno y otros compuestos. El principal problema de salud es la inhalación de partículas en suspensión y monóxido de carbono. [236]
Las partículas en suspensión (PM) son un tipo de contaminación del aire formada por partículas de polvo y gotitas de líquido. Se clasifican en tres categorías según el diámetro de las partículas: PM gruesas, PM finas y PM ultrafinas. Las partículas gruesas miden entre 2,5 y 10 micrómetros, las partículas finas miden entre 0,1 y 2,5 micrómetros y las partículas ultrafinas miden menos de 0,1 micrómetros. El impacto en el cuerpo tras la inhalación varía según el tamaño. Las PM gruesas se filtran por las vías respiratorias superiores y pueden acumularse y causar inflamación pulmonar. Esto puede provocar irritación de los ojos y los senos nasales, así como dolor de garganta y tos. [237] [238] Las PM gruesas suelen estar compuestas de materiales más pesados y tóxicos que provocan efectos a corto plazo con un impacto más fuerte. [238]
Las partículas más pequeñas se desplazan más profundamente por el sistema respiratorio y crean problemas en las profundidades de los pulmones y el torrente sanguíneo. [237] [238] En pacientes con asma, las PM 2,5 provocan inflamación, pero también aumentan el estrés oxidativo en las células epiteliales. Estas partículas también provocan apoptosis y autofagia en las células epiteliales pulmonares. Ambos procesos dañan las células y afectan a su función. Este daño afecta a quienes padecen afecciones respiratorias como el asma, en las que los tejidos y la función pulmonar ya están comprometidos. [238] Las partículas de menos de 0,1 micrómetros se denominan partículas ultrafinas (UFP). Son un componente importante del humo de los incendios forestales. [239] Las UFP pueden entrar en el torrente sanguíneo como las PM 2,5–0,1, pero los estudios muestran que llegan a la sangre mucho más rápido. La inflamación y el daño epitelial causados por las UFP también han demostrado ser mucho más graves. [238] Las PM 2,5 son la mayor preocupación en lo que respecta a los incendios forestales. [234] Esto es particularmente peligroso para los muy jóvenes, los ancianos y aquellos con enfermedades crónicas como asma, enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), fibrosis quística y enfermedades cardiovasculares. Las enfermedades más comúnmente asociadas con la exposición a PM2.5 finos del humo de los incendios forestales son la bronquitis, la exacerbación del asma o EPOC y la neumonía. Los síntomas de estas complicaciones incluyen sibilancias y falta de aliento y los síntomas cardiovasculares incluyen dolor en el pecho, frecuencia cardíaca rápida y fatiga. [237]
Exacerbación del asma
Varios estudios epidemiológicos han demostrado una estrecha asociación entre la contaminación del aire y las enfermedades alérgicas respiratorias como el asma bronquial . [234]
Un estudio observacional de la exposición al humo relacionado con los incendios forestales de San Diego de 2007 reveló un aumento tanto en la utilización de atención médica como en los diagnósticos respiratorios, especialmente asma entre el grupo muestreado. [240] Los escenarios climáticos proyectados de ocurrencia de incendios forestales predicen aumentos significativos en las condiciones respiratorias entre los niños pequeños. [240] Las PM desencadenan una serie de procesos biológicos que incluyen la respuesta inmune inflamatoria y el estrés oxidativo , que están asociados con cambios dañinos en las enfermedades respiratorias alérgicas. [241]
Aunque algunos estudios no demostraron cambios agudos significativos en la función pulmonar entre personas con asma relacionada con PM de los incendios forestales, una posible explicación para estos hallazgos contraintuitivos es el mayor uso de medicamentos de alivio rápido , como inhaladores, en respuesta a niveles elevados de humo entre aquellos ya diagnosticados con asma . [242]
Existe evidencia consistente entre el humo de los incendios forestales y la exacerbación del asma. [242]
El asma es una de las enfermedades crónicas más comunes entre los niños en los Estados Unidos, afectando a aproximadamente 6,2 millones de niños. [243] La investigación sobre el riesgo de asma se centra específicamente en el riesgo de contaminación del aire durante el período gestacional. Varios procesos fisiopatológicos están involucrados en esto. El desarrollo considerable de las vías respiratorias ocurre durante el segundo y tercer trimestre y continúa hasta los 3 años de edad. [244] Se plantea la hipótesis de que la exposición a estas toxinas durante este período podría tener efectos consecuentes, ya que el epitelio de los pulmones durante este tiempo podría tener una mayor permeabilidad a las toxinas. La exposición a la contaminación del aire durante la etapa parental y prenatal podría inducir cambios epigenéticos que son responsables del desarrollo del asma. [245] Los estudios han encontrado una asociación significativa entre PM 2,5 , NO 2 y el desarrollo de asma durante la infancia a pesar de la heterogeneidad entre los estudios. [246] Además, la exposición materna a factores estresantes crónicos es más probable en comunidades en dificultades, y como esto puede correlacionarse con el asma infantil, puede explicar además los vínculos entre la exposición a la contaminación del aire en la primera infancia, la pobreza del vecindario y el riesgo infantil. [247]
Peligro de monóxido de carbono
El monóxido de carbono (CO) es un gas incoloro e inodoro que se puede encontrar en concentraciones más altas cerca de un incendio latente. Por lo tanto, es una amenaza grave para la salud de los bomberos que combaten incendios forestales. El CO presente en el humo puede inhalarse hacia los pulmones, donde se absorbe en el torrente sanguíneo y reduce el suministro de oxígeno a los órganos vitales del cuerpo. En concentraciones altas, puede causar dolores de cabeza, debilidad, mareos, confusión, náuseas, desorientación, problemas visuales, coma e incluso la muerte. Incluso en concentraciones más bajas, como las que se encuentran en los incendios forestales, las personas con enfermedades cardiovasculares pueden experimentar dolor en el pecho y arritmia cardíaca. [229] Un estudio reciente que rastreó el número y la causa de las muertes de bomberos en incendios forestales desde 1990 hasta 2006 encontró que el 21,9% de las muertes se produjeron por ataques cardíacos. [248]
Otro efecto importante y algo menos obvio de los incendios forestales sobre la salud son las enfermedades y trastornos psiquiátricos. Se ha descubierto que tanto adultos como niños de diversos países que se vieron afectados directa e indirectamente por los incendios forestales presentan diferentes trastornos mentales relacionados con su experiencia con los incendios forestales, como el trastorno de estrés postraumático (TEPT), la depresión , la ansiedad y las fobias . [249] [250] [251] [252] [253]
Epidemiología
En el oeste de Estados Unidos se ha producido un aumento tanto de la frecuencia como de la intensidad de los incendios forestales en las últimas décadas, lo que se ha atribuido al clima árido de la zona y a los efectos del calentamiento global. Se calcula que entre 2004 y 2009, 46 millones de personas estuvieron expuestas al humo de los incendios forestales en el oeste de Estados Unidos. Hay pruebas de que el humo de los incendios forestales puede aumentar los niveles de partículas en suspensión en el aire. [234]
La EPA ha definido concentraciones aceptables de PM en el aire, a través de los Estándares Nacionales de Calidad del Aire Ambiental y se ha ordenado el monitoreo de la calidad del aire ambiental. [254] Debido a estos programas de monitoreo y la incidencia de varios incendios forestales de gran magnitud cerca de áreas pobladas, se han realizado estudios epidemiológicos que demuestran una asociación entre los efectos en la salud humana y un aumento en las partículas finas debido al humo de los incendios forestales.
Un aumento en el humo de PM emitido por el incendio de Hayman en Colorado en junio de 2002, se asoció con un aumento en los síntomas respiratorios en pacientes con EPOC. [255] Al observar los incendios forestales en el sur de California en 2003, los investigadores han demostrado un aumento en las admisiones hospitalarias debido a síntomas de asma al estar expuestos a concentraciones máximas de PM en el humo. [256] Otro estudio epidemiológico encontró un aumento del 7,2% (intervalo de confianza del 95%: 0,25%, 15%) en el riesgo de admisiones hospitalarias relacionadas con las vías respiratorias durante los días de ola de humo con alto contenido de partículas específicas de incendios forestales 2,5 en comparación con los días coincidentes sin ola de humo. [234]
También se encontró que los niños que participaron en el Estudio de Salud Infantil tenían un aumento en los síntomas oculares y respiratorios, el uso de medicamentos y las visitas al médico. [257] Las madres que estaban embarazadas durante los incendios dieron a luz a bebés con un peso promedio al nacer ligeramente menor en comparación con las que no estuvieron expuestas. Esto sugiere que las mujeres embarazadas también pueden correr un mayor riesgo de sufrir efectos adversos de los incendios forestales. [258] En todo el mundo, se estima que 339.000 personas mueren debido a los efectos del humo de los incendios forestales cada año. [259]
Además del tamaño de las partículas en suspensión, también se debe tener en cuenta su composición química. Estudios previos han demostrado que la composición química de las partículas en suspensión de 2,5 micras del humo de los incendios forestales puede dar lugar a estimaciones diferentes de los efectos sobre la salud humana en comparación con otras fuentes de humo, como los combustibles sólidos. [234]
Después de un incendio forestal, los peligros persisten. Los residentes que regresan a sus hogares pueden correr el riesgo de que les caigan árboles debilitados por el fuego. Los seres humanos y las mascotas también pueden resultar dañados por caer en pozos de ceniza . El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) también informa que los incendios forestales causan daños significativos a los sistemas eléctricos, especialmente en las regiones secas. [260]
El agua potable contaminada químicamente, a niveles que pueden llegar a ser motivo de preocupación por los residuos peligrosos, es un problema creciente. En particular, la contaminación química a escala de residuos peligrosos de los sistemas de agua enterrados se descubrió por primera vez en los EE. UU. en 2017 [261] y, desde entonces, se ha documentado cada vez más en Hawái, Colorado y Oregón después de los incendios forestales [262] . En 2021, las autoridades canadienses adaptaron sus enfoques de investigación de seguridad pública posteriores a los incendios en Columbia Británica para detectar este riesgo, pero no lo han encontrado hasta 2023. Otro desafío es que los pozos de agua potable privados y las tuberías dentro de un edificio también pueden contaminarse químicamente y volverse inseguros [263] . Los hogares experimentan una amplia variedad de impactos económicos y de salud significativos relacionados con esta agua contaminada. [264] En 2020 se desarrolló por primera vez una guía basada en evidencia sobre cómo inspeccionar y probar pozos [265] y sistemas de agua de edificios afectados por incendios forestales. [266] En Paradise, California, por ejemplo, [267] el incendio Camp de 2018 causó daños por valor de más de 150 millones de dólares. Esto requirió casi un año de tiempo para descontaminar y reparar el sistema de agua potable municipal de los daños causados por los incendios forestales.
La fuente de esta contaminación se propuso por primera vez después del incendio de Camp Fire en California en 2018, como originaria de plásticos degradados térmicamente en los sistemas de agua, humo y vapores que ingresaban a las tuberías despresurizadas y agua contaminada en los edificios que era succionada hacia el sistema de agua municipal. En 2020, se demostró por primera vez que la degradación térmica de los materiales plásticos del agua potable era una fuente potencial de contaminación. [268] En 2023, se confirmó la segunda teoría, según la cual la contaminación podría ser succionada hacia las tuberías que perdieron la presión del agua. [269]
Otros riesgos posteriores a los incendios pueden aumentar si se producen otros fenómenos meteorológicos extremos . Por ejemplo, los incendios forestales hacen que el suelo sea menos capaz de absorber las precipitaciones, por lo que las lluvias intensas pueden provocar inundaciones más graves y daños como aludes de lodo . [270] [271]
Grupos de riesgo
Bomberos
Los bomberos son los que corren un mayor riesgo de sufrir efectos agudos y crónicos en la salud como resultado de la exposición al humo de los incendios forestales. Debido a sus obligaciones laborales, los bomberos suelen estar expuestos a sustancias químicas peligrosas en las proximidades durante períodos prolongados. Un estudio de caso sobre la exposición al humo de los incendios forestales entre los bomberos forestales muestra que están expuestos a niveles significativos de monóxido de carbono e irritantes respiratorios que superan los límites de exposición permisibles (PEL) de la OSHA y los valores límite umbral (TLV) de la ACGIH. Entre el 5 y el 10 % están sobreexpuestos. [272]
Los residentes de las comunidades que viven en zonas aledañas a incendios forestales están expuestos a concentraciones más bajas de sustancias químicas, pero tienen un mayor riesgo de exposición indirecta a través de la contaminación del agua o del suelo . La exposición de los residentes depende en gran medida de la susceptibilidad individual. Las personas vulnerables, como los niños (de 0 a 4 años), los ancianos (de 65 años o más), los fumadores y las mujeres embarazadas, tienen un mayor riesgo debido a que sus sistemas corporales ya están comprometidos, incluso cuando la exposición se presenta en concentraciones químicas bajas y durante períodos de exposición relativamente cortos. [229] También corren el riesgo de sufrir incendios forestales en el futuro y pueden mudarse a zonas que consideren menos riesgosas. [274]
Los incendios forestales afectan a un gran número de personas en el oeste de Canadá y los Estados Unidos. Sólo en California, más de 350.000 personas viven en pueblos y ciudades en "zonas de riesgo de incendios muy alto". [275]
Los riesgos directos para los residentes de los edificios en zonas propensas a incendios se pueden moderar mediante opciones de diseño como la elección de vegetación resistente al fuego, el mantenimiento del paisaje para evitar la acumulación de escombros y crear cortafuegos, y la selección de materiales de techado ignífugos. Los posibles problemas de mala calidad del aire y el calor durante los meses más cálidos se pueden solucionar con una filtración de aire exterior MERV 11 o superior en los sistemas de ventilación del edificio, refrigeración mecánica y la provisión de un área de refugio con purificación y refrigeración de aire adicionales, si es necesario. [276]
Historia
Elk Bath , una fotografía premiada de un alce evitando un incendio forestal en Montana
La primera evidencia de incendios forestales son fósiles de hongos gigantes Prototaxites preservados como carbón , descubiertos en el sur de Gales y Polonia , que datan del período Silúrico ( hace unos 430 millones de años ). [277] Los incendios superficiales latentes comenzaron a ocurrir en algún momento antes del período Devónico temprano hace 405 millones de años . El bajo oxígeno atmosférico durante el Devónico medio y tardío estuvo acompañado de una disminución en la abundancia de carbón. [278] [279] La evidencia adicional de carbón sugiere que los incendios continuaron durante el período Carbonífero . Más tarde, el aumento general del oxígeno atmosférico del 13% en el Devónico tardío al 30-31% en el Pérmico tardío estuvo acompañado de una distribución más generalizada de incendios forestales. [280] Más tarde, una disminución en los depósitos de carbón relacionados con incendios forestales desde el Pérmico tardío hasta el Triásico se explica por una disminución en los niveles de oxígeno. [281]
Los incendios forestales durante los períodos Paleozoico y Mesozoico siguieron patrones similares a los incendios que ocurren en los tiempos modernos. Los incendios superficiales impulsados por estaciones secas [ aclaración necesaria ] son evidentes en los bosques de progimnospermas del Devónico y Carbonífero . Los bosques de lepidodendros que datan del período Carbonífero tienen picos carbonizados, evidencia de incendios de copas. En los bosques de gimnospermas del Jurásico , hay evidencia de incendios superficiales ligeros de alta frecuencia. [281] El aumento de la actividad de incendios a finales del Terciario [282] posiblemente se deba al aumento de pastos de tipo C 4 . A medida que estos pastos se trasladaron a hábitats más mésicos , su alta inflamabilidad aumentó la frecuencia de los incendios, promoviendo pastizales sobre bosques. [283] Sin embargo, los hábitats propensos a incendios pueden haber contribuido a la prominencia de árboles como los de los géneros Eucalyptus , Pinus y Sequoia , que tienen una corteza gruesa para resistir incendios y emplean piriscencia . [284] [285]
Participación humana
Vista aérea de incendios forestales deliberados en la cordillera Khun Tan , Tailandia . Estos incendios son provocados por agricultores locales todos los años para promover el crecimiento de un hongo determinado.
El uso humano del fuego con fines agrícolas y de caza durante las eras Paleolítica y Mesolítica alteró los paisajes y regímenes de incendios preexistentes. Los bosques fueron reemplazados gradualmente por vegetación más pequeña que facilitó el viaje, la caza, la recolección de semillas y la siembra. [286] En la historia humana registrada, se mencionaron alusiones menores a los incendios forestales en la Biblia y por escritores clásicos como Homero . Sin embargo, aunque los antiguos escritores hebreos, griegos y romanos conocían los incendios, no estaban muy interesados en las tierras no cultivadas donde ocurrían los incendios forestales. [287] [288] Los incendios forestales se utilizaron en batallas a lo largo de la historia humana como armas térmicas tempranas . Desde la Edad Media , se escribieron relatos de quemas ocupacionales , así como de costumbres y leyes que regían el uso del fuego. En Alemania, la quema regular se documentó en 1290 en Odenwald y en 1344 en la Selva Negra . [289] En la Cerdeña del siglo XIV , se utilizaban cortafuegos para la protección contra incendios forestales. En España, durante la década de 1550, Felipe II desaconsejó la cría de ovejas en ciertas provincias debido a los efectos nocivos de los incendios utilizados en la trashumancia . [287] [288] Ya en el siglo XVII, se observó que los nativos americanos usaban el fuego para muchos propósitos, incluidos el cultivo, la señalización y la guerra. El botánico escocés David Douglas notó el uso nativo del fuego para el cultivo de tabaco, para alentar a los ciervos a áreas más pequeñas para cazar y para mejorar la búsqueda de miel y saltamontes. El carbón encontrado en depósitos sedimentarios frente a la costa del Pacífico de América Central sugiere que se produjeron más quemas en los 50 años anteriores a la colonización española de las Américas que después de la colonización. [290] En la región del Báltico posterior a la Segunda Guerra Mundial , los cambios socioeconómicos llevaron a estándares de calidad del aire más estrictos y prohibiciones de incendios que eliminaron las prácticas de quema tradicionales. [289] A mediados del siglo XIX, los exploradores del HMS Beagle observaron a los aborígenes australianos que utilizaban el fuego para limpiar el terreno, cazar y regenerar los alimentos vegetales en un método que más tarde se denominó agricultura con palos de fuego . [291] Este uso cuidadoso del fuego se ha empleado durante siglos en tierras protegidas por el Parque Nacional Kakadu para fomentar la biodiversidad. [292]
Los incendios forestales suelen ocurrir durante períodos de aumento de temperatura y sequía . Un aumento en el flujo de escombros relacionado con el fuego en los abanicos aluviales del noreste del Parque Nacional de Yellowstone se relacionó con el período entre 1050 y 1200 d. C., coincidiendo con el Período Cálido Medieval . [293] Sin embargo, la influencia humana causó un aumento en la frecuencia de los incendios. Los datos dendrocronológicos de cicatrices de incendios y los datos de la capa de carbón en Finlandia sugieren que, si bien muchos incendios ocurrieron durante condiciones de sequía severa, un aumento en el número de incendios durante 850 a. C. y 1660 d. C. puede atribuirse a la influencia humana. [294] La evidencia de carbón de las Américas sugirió una disminución general de los incendios forestales entre 1 d. C. y 1750 en comparación con años anteriores. Sin embargo, un período de mayor frecuencia de incendios entre 1750 y 1870 fue sugerido por los datos de carbón de América del Norte y Asia, atribuidos al crecimiento de la población humana e influencias como las prácticas de desmonte. Este período fue seguido por una disminución general de las quemas en el siglo XX, vinculada a la expansión de la agricultura, el aumento del pastoreo de ganado y los esfuerzos de prevención de incendios. [295] Un metaanálisis encontró que 17 veces más tierra se quemaba anualmente en California antes de 1800 en comparación con las décadas recientes (1.800.000 hectáreas/año en comparación con 102.000 hectáreas/año). [296]
Según un artículo publicado en la revista Science , el número de incendios naturales y provocados por el hombre disminuyó un 24,3% entre 1998 y 2015. Los investigadores lo explican como una transición del nomadismo al estilo de vida sedentario y la intensificación de la agricultura que conducen a una caída en el uso del fuego para limpiar la tierra. [297] [298]
El aumento de ciertas especies de árboles (es decir, coníferas ) sobre otras (es decir, árboles de hoja caduca ) puede aumentar el riesgo de incendios forestales, especialmente si estos árboles también se plantan en monocultivos . [299] [300]
Algunas especies invasoras , traídas por los humanos (es decir, para la industria de pulpa y papel ) en algunos casos también han aumentado la intensidad de los incendios forestales. Los ejemplos incluyen especies como el eucalipto en California [301] [302] y la hierba gamba en Australia.
Sociedad y cultura
Los incendios forestales tienen un lugar en muchas culturas. "Propagarse como un incendio forestal" es una expresión común en inglés que significa algo que "afecta rápidamente o se vuelve conocido por más y más personas". [303]
Los incendios forestales han sido considerados un factor importante en el desarrollo de la Antigua Grecia . En la Grecia moderna, como en muchas otras regiones, son el desastre más común causado por un peligro natural y ocupan un lugar destacado en la vida social y económica de sus habitantes. [304]
En 1937, el presidente estadounidense Franklin D. Roosevelt inició una campaña nacional de prevención de incendios, destacando el papel del descuido humano en los incendios forestales. Los carteles posteriores del programa presentaban al Tío Sam , personajes de la película de Disney Bambi y la mascota oficial del Servicio Forestal de los Estados Unidos , Smokey Bear . [305] La campaña de prevención de incendios Smokey Bear ha dado lugar a uno de los personajes más populares de los Estados Unidos; durante muchos años hubo una mascota viva de Smokey Bear, y se lo ha conmemorado en sellos postales. [306]
Los incendios forestales también tienen importantes impactos sociales indirectos o de segundo orden, como las exigencias a las empresas de servicios públicos para evitar que los equipos de transmisión de energía se conviertan en fuentes de ignición y la cancelación o no renovación del seguro de propietarios de viviendas para los residentes que viven en zonas propensas a incendios forestales. [307]
Índice Haines : estimación del riesgo de incendios forestales
Índice de sequía Keetch-Byram : estimación del déficit de humedad del sueloPáginas que muestran descripciones breves de los objetivos de redireccionamiento
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