Ingesta exhaustiva de datos para la detección de incendios

Se trata del mecanismo integral de entrada de toda la información vital para la plataforma PyroSense. Su propósito es recopilar datos en tiempo real, de múltiples orígenes, garantizando que el sistema tenga la información necesaria para un análisis preciso y una toma de decisiones eficaz.

PyroSense integra un conjunto de datos agnóstico y altamente compatible:

  1. Los sensores IoT ambientales se despliegan estratégicamente y recopilan continuamente datos de CO2, temperatura y humedad en tiempo real. Son agnósticos en cuanto a tipo y protocolo, compatibles con MQTT, LoRa, Sigfox y NBIoT, lo que garantiza una amplia integración. Para mayor eficiencia, incorporan baterías de larga duración (hasta 10 años), que minimizan el mantenimiento.

  2. Las cámaras fijas y los drones capturan imágenes de alta resolución y vídeo en directo. Integrated Vision AI procesa estos datos visuales en tiempo real para detectar anomalías como humo o fuego.

  3. PyroSense recopila datos de estaciones meteorológicas locales y satélites. La combinación de datos locales granulares con una amplia cobertura de satélites proporciona una comprensión exhaustiva de la meteorología actual.

  4. Los SIG proporcionan información espacial básica, como mapas del terreno, vegetación, infraestructuras, etc.

  5. Los wearables de los bomberos controlan los datos biométricos en tiempo real. La IA mejora los datos para el reconocimiento de patrones de riesgo, de fatiga o de estrés térmico. Las alertas en tiempo real se envían a los equipos cercanos o a los centros de control, lo que permite una intervención proactiva.

  • Despliegue fiable de los sensores: Los sensores deben estar estratégicamente colocados, bien instalados, garantizando la recogida continua de datos y la seguridad.
  • Integración de flujos de datos: Integrar los datos de varios sensores, cámaras, drones y fuentes meteorológicas es crucial para el conocimiento de la situación.
  • Calidad y calibración de los datos: Asegúrese de que todas las fuentes de datos estén calibradas y sean de alta calidad para evitar falsas alarmas.
  • Transmisión segura de datos: Una comunicación sólida es vital para una transferencia de datos segura y de baja latencia desde ubicaciones remotas.

La diversidad y el agnosticismo de las fuentes de datos son fundamentales para una detección de incendios completa y resistente. Depender de un único tipo de sensor o protocolo de comunicación crea vulnerabilidades. La capacidad de integrar datos de varios sensores IoT, fuentes visuales (cámaras, drones), datos meteorológicos e incluso biométricos humanos proporciona un sistema de detección sólido y multicapa que reduce significativamente los falsos positivos y aumenta la precisión de la detección.

  • La plataforma debe ser independiente del software y el hardware.
  • La ciberseguridad y la intercomunicación son cruciales.

Un reto importante fue garantizar la interoperabilidad sin fisuras entre diferentes tipos de sensores y protocolos de comunicación (por ejemplo, MQTT, LoRa, Sigfox, NBIoT) de varios fabricantes. Además, mantener la conectividad en terrenos remotos para todos los tipos de sensores también supuso un esfuerzo continuo, a pesar de la larga duración de las baterías.

  • Diseñe su sistema para que sea compatible con múltiples protocolos de comunicación IoT desde el principio.
  • Desarrolle algoritmos de validación y fusión de datos para cruzar información procedente de fuentes dispares.
  • Considere soluciones de comunicación híbridas (por ejemplo, satélite para zonas remotas).
Establecimiento de un sistema de comunicación IoT por satélite

Los procesos e incidentes ecológicos relevantes que interesan a la investigación del cambio ambiental suelen producirse en zonas remotas, fuera del alcance de las infraestructuras de comunicación terrestres. Los datos generados sobre el terreno mediante marcas animales en estas regiones a menudo sólo pueden transmitirse con un retraso de días o incluso semanas. Para superar este retraso y garantizar la ausencia de demoras en el sistema de alerta temprana, GAIA desarrolla un módulo de comunicación por satélite para las etiquetas, así como un nanosatélite que opera en órbita terrestre baja (LEO): Para poder transmitir los datos y la información recogidos directamente desde el nodo transmisor al satélite LEO (órbita terrestre baja), se integrará en las nuevas etiquetas un módulo de radio IoT por satélite de alto rendimiento. Esto garantiza una transmisión inmediata, segura y energéticamente eficiente de los datos extraídos. El sistema de comunicación se basa en la tecnología terrestre mioty® y se adaptará a las bandas de frecuencia típicas de los satélites, como las bandas L y S, para el proyecto. Los protocolos de comunicación habituales, que a veces se utilizan en el sector de la IO, suelen estar diseñados para paquetes de pequeño tamaño. Por tanto, el desarrollo del sistema mioty® también tendrá como objetivo aumentar la velocidad de transmisión de datos y el tamaño de los mensajes para permitir escenarios de aplicación como la transmisión de imágenes.

El sistema IoT por satélite será clave para una comunicación sin retrasos y, por tanto, para un sistema de alerta temprana. Contribuye en gran medida al sistema GAIA en la consecución del objetivo 4 del GBF "Detener la extinción, proteger la diversidad genética y gestionar los conflictos entre el hombre y la fauna".

Una parte importante de la investigación y el desarrollo de GAIA fue financiada por la Agencia Espacial Alemana (DLR). Esto no sólo proporcionó presupuestos para el desarrollo de los módulos de comunicación mioty® en las etiquetas y los primeros módulos y conceptos de los nanosatélites, sino también acceso a un ecosistema de partes interesadas en tecnología espacial. La start-up Rapidcubes se convirtió en un socio clave de la Iniciativa para el desarrollo del satélite y los planes para las siguientes fases del proyecto incluyen la colaboración con infraestructuras existentes del DLR, como el satélite Heinrich Hertz.

La adaptación de los protocolos terrestres mioty® a la comunicación por satélite fue un éxito. Con el Ariane 6, se lanzó un nanosatélite experimental a una órbita terrestre baja en julio de 2024. Desde entonces, se prueban y perfeccionan los protocolos de comunicación para su futura aplicación al sistema de alerta temprana GAIA.

Desarrollo de una nueva generación de etiquetas para animales y conceptos para una inteligencia de enjambre digital en redes de dispositivos

Para cumplir el objetivo de la iniciativa GAIA de desarrollar y poner en práctica un sistema de alerta temprana de alta tecnología para cambios medioambientales, una nueva generación de etiquetas para animales es un componente clave. Los equipos de GAIA están trabajando en el desarrollo de hardware y software de etiquetas miniaturizadas para animales con tecnología de sensores de bajo consumo con cámara y procesamiento de imágenes. Las etiquetas serán autónomas desde el punto de vista energético, se adaptarán de forma óptima a la anatomía de los buitres y serán la base de otras características tecnológicas en desarrollo, como inteligencias artificiales a bordo para la detección de comportamientos y el reconocimiento de imágenes, así como un sistema de comunicación IoT por satélite.

Además, GAIA está desarrollando conceptos de inteligencia artificial distribuida y redes de microprocesadores, etiquetas para animales que actúan como un enjambre. De forma análoga a la inteligencia natural de los enjambres, la iniciativa GAIA está mapeando la inteligencia digital de los enjambres en una red ad hoc de microprocesadores. Estas redes de formación espontánea son la base del análisis distribuido y basado en sensores de grandes cantidades de datos. Seguir este camino hará posible que, por ejemplo, las etiquetas de los buitres presentes en el mismo lugar durante los eventos de alimentación se enlacen y compartan tareas como los análisis de inteligencia artificial y la transmisión de datos.

Un factor clave para el éxito de este proyecto es la cooperación interdisciplinar e intersectorial de los socios de GAIA: El Leibniz-IZW aportó conocimientos biológicos y veterinarios sobre buitres y proporcionó objetivos para el diseño técnico de las nuevas etiquetas. El Fraunhofer IIS aportó su experiencia en hardware, electrónica y mecánica energéticamente eficientes, así como en software para las unidades en miniatura. El zoo de Berlín facilitó el entorno y el acceso a los animales para contribuir al diseño y probar los prototipos en varias fases. Organizaciones asociadas en África, como la Fundación para la Conservación de Uganda, proporcionaron un entorno para realizar pruebas de campo exhaustivas de los prototipos de etiquetas.

Tras varios años de diseño y desarrollo, los prototipos del nuevo sistema de marcas se probaron en libertad en Uganda en noviembre de 2024. Se equipó a buitres dorsiblancos salvajes con prototipos denominados "etiqueta de recogida de datos" (DCT) que presentaban muchas (aunque no todas) las innovaciones de la etiqueta GAIA. Las etiquetas se soltaron de los buitres al cabo de 14 días y se recogieron mediante señales GPS y VHF, lo que permitió examinar a fondo el rendimiento del hardware y el software, así como evaluar los datos recogidos. Estos análisis ayudarán en gran medida a seguir desarrollando el sistema.

Reforzar las redes de promoción multinivel entre ONG para amplificar la acción colectiva

El uso de una herramienta digital para recopilar y analizar datos es innovador, pero el impacto real viene de aplicar esos datos para apoyar la defensa y la aplicación de la ley para la protección de los bosques, las comunidades locales y los derechos de los pueblos indígenas. Para ello, se necesitan redes de defensa locales, nacionales e internacionales sólidas que actúen contra los abusos denunciados y consigan cambios legales y políticos. Al permitir el intercambio de información entre usuarios y la apertura de los datos al público en general cuando se ha dado el consentimiento, la herramienta facilita el trabajo en colaboración para lograr un mayor impacto.

  • La colaboración con ONG que comparten valores y objetivos similares refuerza el impacto colectivo.
  • La verificación y el análisis coordinados de los datos favorecen una defensa oportuna y unificada.

  • La asociación con organizaciones locales especializadas en la defensa jurídica mejora el impacto.

  • Las sólidas relaciones con instituciones nacionales e internacionales de confianza ayudan a validar y promover la herramienta.

  • Si bien es importante crear redes de ONG, también es vital respetar cuando las organizaciones deciden no colaborar. Apoyar a cada ONG local individualmente -y evitar la competencia- requiere flexibilidad en el diseño de los proyectos y la participación de los donantes.
  • Para garantizar la sostenibilidad de las redes, la financiación a medio y largo plazo es esencial para mantener los esfuerzos de coordinación (costes de secretaría, etc.).

  • El apoyo a las ONG locales y nacionales en materia de desarrollo organizativo es clave para que puedan participar eficazmente en las redes.

Evaluaciones periódicas

Para garantizar que la producción de pescado apoyada por GP Fish sea una fuente de proteínas accesible también para los más vulnerables, GP Fish realiza un seguimiento periódico de los precios del pescado y de la parte de la producción total accesible a la población con inseguridad alimentaria. Según las encuestas realizadas, el 90 %, el 58 %, el 84 % y el 99 % del pescado de piscifactoría es accesible para la población con inseguridad alimentaria en Madagascar, Malawi, Zambia y Camboya, respectivamente (situación en 2023). Estas cifras ponen de relieve una vez más el potencial de las técnicas de acuicultura extensiva y semiintensiva para suministrar proteínas y nutrientes asequibles en zonas con una elevada proporción de población vulnerable.

Beneficios de la acuicultura a pequeña escala en comparación con la producción industrial

Además de su viabilidad económica, la acuicultura a pequeña escala suele ser más respetuosa con el medio ambiente que los sistemas de producción industrial basados en piensos industrializados. Los piensos para peces suelen incluir una cierta proporción de harina y aceite de pescado, y estos ingredientes se producen principalmente a partir de pequeños peces pelágicos procedentes de la pesca de captura, lo que supone una carga adicional para el medio marino. También afecta a la población con inseguridad alimentaria, porque los peces pelágicos pequeños son muy nutritivos y ayudan a combatir directamente la inseguridad alimentaria y nutricional. Los piensos para peces también incluyen productos agrícolas como el maíz y la soja, por lo que compiten con la producción de alimentos para el consumo humano. A pesar de las externalidades negativas sobre la biodiversidad de los océanos, la investigación también ha demostrado que los sistemas de acuicultura intensiva contribuyen más al calentamiento global debido a los procesos automatizados y a la alta demanda de insumos de producción. Además, estos sistemas provocan la destrucción del hábitat e introducen especies exóticas, que afectan aún más a la biodiversidad autóctona. En cambio, la acuicultura extensiva y semiintensiva a pequeña escala requiere pocos insumos externos y tiene menos impacto ambiental. Por esta razón, GP Fish apoya la acuicultura a pequeña escala de especies de peces omnívoros como la carpa y la tilapia. El objetivo es capacitar técnica y económicamente a los productores optimizando la productividad de los estanques e integrando la producción piscícola en las actividades agrícolas. Este enfoque utiliza el entorno natural de forma sostenible para fomentar la producción piscícola.

Ayudas e incentivos

Este bloque se centra en la estructura de apoyo e incentivos para los participantes. Incluye el suministro de plantones, el asesoramiento técnico y la capacitación. Los pagos se basan en el rendimiento y están vinculados a la supervivencia de los árboles y a la presencia de especies autóctonas y de larga rotación, lo que fomenta el establecimiento de bosques a largo plazo.

  • Apoyo técnico: Semilleros y asesoramiento de expertos sobre el establecimiento de bosques.
  • Pagos basados en el rendimiento: Incentivos basados en la supervivencia de los árboles, fomentando su cuidado continuo.
  • Capacitación: Formación para mejorar las técnicas de plantación y mantenimiento de árboles.
  • Los incentivos motivan el cuidado: Vincular los pagos a la supervivencia de los árboles fomenta una mejor gestión de los mismos.
  • El apoyo técnico es esencial: El suministro de plantones, la orientación de expertos y la supervisión periódica mejoran las tasas de supervivencia.
  • El desarrollo de capacidades capacita a los agricultores: La formación en prácticas de silvicultura sostenible conduce al éxito en el mantenimiento de los bosques.

Creación de asociaciones intersectoriales

En Hack The Planet reconocemos que nuestras asociaciones nos permiten combinar fuerzas, recursos y conocimientos, amplificando el impacto y fomentando soluciones innovadoras. Colaborar crea valor compartido y construye redes, permitiendo el crecimiento y la sostenibilidad mutuos.

Implicación local:
Los escáneres envían alertas en tiempo real a la sala de control contra la caza furtiva. Estas alertas también pueden compartirse con las comunidades locales o las granjas vecinas, lo que les permite actuar como socios de terceros en los esfuerzos contra la caza furtiva. Al implicar directamente a la población local en el proceso de respuesta, el sistema fomenta la colaboración, aumenta el conocimiento de la situación y capacita a las comunidades para asumir un papel activo en la protección de la vida salvaje.

Scanneredge es una colaboración con la organización Smartparks de Tech for Conservation, la gestión de parques nacionales como Gonarezhou (Zimbabue), técnicos de parques, guardas forestales (QRU) y la comunidad local. A través de esta asociación intersectorial, hemos demostrado que ScannerEdge está listo para un despliegue más amplio, aumentando el número de parques nacionales activos y el total de escáneres en uso.

Para establecer con éxito una asociación intersectorial, es esencial definir claramente desde el principio el papel y el nivel de implicación de cada socio. Garantizar la apropiación local de la solución es crucial para lograr la sostenibilidad y el impacto a largo plazo.

Finalidad: Alinear los recursos, la experiencia y los objetivos estratégicos de los distintos sectores para lograr una aplicación eficaz y el éxito operativo.

Cómo funciona: Las asociaciones se crean mediante talleres, misiones compartidas y acuerdos transparentes en los que se definen las funciones y responsabilidades. Las evaluaciones periódicas garantizan que las asociaciones sigan siendo productivas.

Scanneredge ofrece una innovación plug&play de rápida instalación que permite vigilar la zona en busca de indicios de posibles furtivos inmediatamente después de la instalación.

El verdadero éxito depende de la capacidad interna de la Unidad de Respuesta Rápida de los Rangers para actuar con rapidez y eficacia a partir de los datos proporcionados en tiempo real. La unidad debe permanecer en estado de alerta constante, equipada con medios de transporte fiables y preparada para responder a las actividades de caza furtiva.

Crear confianza entre las partes interesadas lleva tiempo, pero es esencial para la colaboración a largo plazo.

Las asociaciones intersectoriales aumentan las oportunidades de financiación y el intercambio de conocimientos, mejorando el impacto global.

Unidad de Respuesta Rápida que actúa ante amenazas sospechosas basándose en datos en tiempo real

Aprovechando las alertas en tiempo real de ScannerEdge, una unidad de respuesta puede evaluar y mitigar rápidamente posibles amenazas, como la caza furtiva u otras actividades ilegales.

Finalidad: Convertir la detección de señales de radiofrecuencia en información práctica que desencadene acciones de respuesta rápida sobre el terreno.

Cómo funciona: Las alertas se envían a equipos de respuesta especializados equipados para investigar e intervenir. La funcionalidad GPS de ScannerEdge y su integración en EarthRanger ayudan a localizar las fuentes de señal para actuar con precisión.

Los protocolos de respuesta deben estar claramente definidos para evitar retrasos en la toma de decisiones.

La colaboración con las fuerzas de seguridad locales mejora la eficacia de los equipos de respuesta rápida.

La respuesta en tiempo real es más eficaz cuando se combina con análisis predictivos basados en datos históricos de ScannerEdge.

Debriefing

El debriefing tiene lugar durante y después del juego. Después de cada sesión, pueden celebrarse breves sesiones informativas para evaluar los sentimientos de los participantes sobre el juego a nivel individual y territorial. Se trata de una sesión ligera para mantener la fluidez del juego.

Una vez finalizado el juego, puede celebrarse una sesión informativa más profunda. No tiene por qué tener lugar inmediatamente después de la partida; puede programarse para el día siguiente. Este debate requiere cierta preparación. El animador debe llevar una lista de preguntas preparadas y un mapa impreso del territorio. Durante esta sesión informativa, los participantes identificarán los retos a los que se enfrentaron en relación con el uso de la tierra, así como las causas de dichos retos. También se debatirá sobre los actores clave necesarios para la resolución y las posibles ideas de solución. El mapa sirve de ayuda visual para guiar el debate. Algunas preguntas básicas que podrían plantearse son

  • ¿Qué ocurrió durante el partido? ¿Cuánto, con qué rapidez y por qué se degradó el suelo?
  • ¿Cuáles fueron los principales conflictos que surgieron durante el juego? ¿Entre qué actores?
  • ¿Encontraste soluciones?
  • ¿Intentaste ponerlas en práctica? ¿Cuál fue el resultado?

Por supuesto, las preguntas pueden ser más específicas y adaptarse a los participantes y a las situaciones que surgieron durante el juego.

-Un moderador formado que también facilitó el juego de los participantes en el debate

-una atmósfera abierta

-preparación de preguntas y material (como mapas) para el debate

-conocimientos del moderador en ordenación del territorio y gestión de riesgos

Un enfoque estructurado - categorizar los conflictos, los problemas, las causas y las soluciones - puede ayudar a desglosar la situación e identificar las soluciones con mayor eficacia. Por ejemplo, durante el debriefing podrían identificarse distintos tipos de conflictos, como los agro-pastorales o las disputas entre agricultores. Para cada tipo de conflicto, se pueden identificar varios problemas. En el caso de un conflicto agropastoral, uno de los problemas podría ser la dispersión del ganado, que provoca la destrucción de los cultivos. Para cada problema, pueden identificarse causas potenciales. Siguiendo con nuestro ejemplo, una causa podría ser que el rebaño no esté bien gestionado. Por último, para cada causa, se deben proponer ideas para resolver el conflicto e identificar a los actores clave.