Utilizzando tecnologie digitali basate su AI, dati da immagini satellitari e previsioni meteorologiche, si possono creare valide applicazioni software per la prevenzione di disastri ambientali. Lo dimostrano i risultati positivi ottenuti da SEFORE, un progetto di ricerca per la prevenzione di incendi e allagamenti.
Il progetto è nato anche perché studi del World Resources Institute mostrano che dal 2001 al 2023 l'area bruciata dagli incendi boschivi nel mondo è aumentata di circa il 5,4% annuo. Anche i drammatici allagamenti degli ultimi anni, come quelli nell’Emilia-Romagna, hanno mostrato quali danni provocano gli eventi climatici gravi.
Per affrontarli, in TopNetwork si sta sviluppando software di prevenzione incendi e allagamenti che controlla specifiche aree geografiche per intercettare preventivamente segnali di possibili disastri ambientali e proteggere al meglio la popolazione. In particolare, sul back-end del sistema lavorano tecnici del laboratorio di Ricerca e sviluppo di TopNetwork, nell’ambito del consorzio SAMOTHRACE, guidato dall’Università degli Studi di Catania.
Ecco la prevenzione incendi utilizzando dati satellitari
"La prevenzione incendi si basa su un’analisi probabilistica del rischio", spiega Edoardo Carlesi, Machine Learning Specialist di TopNetwork. "Analizziamo le condizioni meteo, aggiornate con frequenza oraria, e le combiniamo con immagini satellitari dello stato della vegetazione per individuare le zone a maggiore rischio di combustione."
Gli incendi, infatti, si sviluppano spesso in aree con vegetazione secca, temperature elevate e forti venti.
Il software elabora immagini satellitari multispettrali raccolte ogni cinque giorni. L’analisi della vegetazione anche nello spettro infrarosso rivela lo stato di salute delle piante attraverso il livello di clorofilla. L’insieme dei dati, elaborati con formule matematiche derivate dalla letteratura scientifica, permette di verificare se il loro stato sta migliorando o peggiorando.
"Se la vegetazione è in uno stato di stress, si può dedurre che è altamente infiammabile" aggiunge Edoardo Carlesi, spiegando che il gruppo di lavoro utilizza algoritmi di machine learning per elaborare le immagini storiche e comprendere le tendenze evolutive.
Il processo controlla continuamente il territorio, assegnando diversi colori alle aree per individuare rapidamente quelle più vulnerabili e fornire informazioni utili alle strutture di Protezione civile.
Come funziona la prevenzione degli allagamenti
La prevenzione degli allagamenti opera diversamente dalla prevenzione incendi. "Per gli allagamenti, ci si concentra sull’assorbimento del suolo" spiega Edoardo Carlesi. "Con tecnologie di reti neurali analizziamo le mappe territoriali classificando la permeabilità del terreno, combinandola con dati sulle precipitazioni attese."
Le immagini satellitari, quindi, servono per monitorare eventuali cambiamenti nella destinazione d’uso del suolo, come nuove costruzioni o variazioni della vegetazione. Per esempio, in un’area naturale trasformata in superficie asfaltata si riduce drasticamente la capacità di assorbire l’acqua piovana, aumentando il rischio di accumulo superficiale.
La prevenzione degli allagamenti utilizza anche un indicatore specifico, il Moisture Index, per valutare il livello di umidità del terreno.
Nelle elaborazioni vengono utilizzate API esterne con proiezioni delle precipitazioni nelle 24-48 ore successive. Se necessario, quindi, si possono attivare interventi come il posizionamento di barriere temporanee o il drenaggio controllato delle aree più vulnerabili.
Quali tecnologie e professionalità ci sono dietro i sistemi di prevenzione
Nonostante il progresso tecnologico, Edoardo Carlesi riconosce che il successo del sistema dipende dalla collaborazione con gli enti. "Noi forniamo le mappe e gli strumenti di analisi. Per trasformare i dati in azioni concrete, però, occorre una gestione integrata con partner istituzionali."
La complessità tecnologica della creazione e gestione delle applicazioni di prevenzione di incendi e allagamenti richiede competenze avanzate e infrastrutture informatiche robuste.
La flessibilità del sistema, comunque, è uno dei suoi punti di forza. Può essere implementato su diversi tipi di infrastrutture, dal cloud a server di terze parti. Anche se vengono utilizzate tecnologie di AI e specifiche formule matematiche, infatti, le elaborazioni si fondano su modelli leggeri e scalabili, come gli alberi decisionali, che richiedono risorse di calcolo moderate, pur essendo estremamente efficaci.
La prevenzione di incendi e allagamenti, quindi, diventa accessibile a organizzazioni pubbliche e private, soddisfacendo esigenze di piccole province o intere regioni. Ed è grazie alla capacità di innovazione tecnologica di aziende come TopNetwork che si può avere una gestione più efficiente dei rischi ambientali, proteggendo al meglio la popolazione civile e i territori.
