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Ao 32 N 125 Primer trimestre 2012SEGURIDAD

Prevencin laboral mediante tecnologas inalmbricas Anlisis estadstico y prediccin de incendios Normativa ambiental en la reparacin

de vehculos Optimizacin energtica y degradacin cataltica de materiales plsticos

y Medio Ambiente

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2012

3N 125 Primer trimestre 2012 SEGURIDAD Y MEDIO AMBIENTE

Entre el 28 de febrero y el 2 de marzo de

2012 se ha celebrado la decimoctava edi-

cin de SICUR, Saln Internacional de la Se-

guridad, que reuni la oferta de 1.233 em-

presas 524 de participacin directa y re-

cibi la visita de 38.840 profesionales. La

presencia internacional ha supuesto un 35%

del total de la feria, con la presencia direc-

ta de empresas de 21 pases.

Estos datos, si bien registran un ligero des-

censo con respecto a ediciones anteriores,

confirman la fortaleza de SICUR, que se man-

tiene como una de las ferias de mayor rele-

vancia en el mbito de la seguridad.

Dentro del marco de la feria, y como miem-

bro del comit organizador, el Instituto de

Prevencin, Salud y Medio Ambiente de

FUNDACIN MAPFRE particip con un

stand a travs del que ms de 2.500 profe-

sionales pudieron conocer nuestras activi-

dades, mostrando especial inters en las

campaas de prevencin de accidentes e

incendios dirigidas a poblacin infantil, y

la formacin online.

Asimismo, FUNDACIN MAPFRE orga-

niz la jornada Evolucin de los acciden-

tes no laborales en la sociedad, cuyo obje-

tivo fue debatir sobre las cifras de acciden-

talidad no laboral, que alcanzan cotas seis

veces superiores a las de los accidentes la-

borales y ms del doble de las registradas

en accidentes de trfico, pero que a pesar

de ello tienen menor repercusin en los me-

dios de comunicacin.

En relacin con las cifras de accidentali-

dad, ya se ha publicado el avance de las Es-

tadsticas de Accidentes de Trabajo para el

ao 2011, en las que se aprecia una dismi-

nucin de alrededor de un 12% en el n-

mero de accidentes, tanto con baja como in

itnere. Los ndices de incidencia mantie-

nen su tendencia descendente, si bien esto

no solo es debido a las polticas de preven-

cin de accidentes, sino tambin posible-

mente al descenso de la actividad econ-

mica; en cualquier caso, esta menor sinies-

tralidad es siempre una buena noticia.

Cabe resaltar que en 2012 tocan a su fin

las estrategias europea y espaola en segu-

ridad y salud en el trabajo 2007-2012, mo-

tivo por el que este ao debera ser muy ac-

tivo en cuanto al anlisis de resultados ob-

tenidos y al planteamiento de nuevos objetivos

para la siguiente estrategia a cinco aos,

que se espera que nacer con un enfoque

innovador, habida cuenta de los cambios

que est sufriendo la sociedad en los lti-

mos tiempos.

SEGURIDAD Y MEDIO AMBIENTERevista de FUNDACIN MAPFRE

Antigua revista MAPFRE SEGURIDAD

Direccin, redaccin, publicidad y edicin:FUNDACIN MAPFRE

Instituto de Prevencin, Salud y Medio Ambiente

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Ao 32 N 125 Primer trimestre 2012SEGURIDAD

Prevencin laboral mediante tecnologas inalmbricas Anlisis estadstico y prediccin de incendios Normativa ambiental en la reparacin

de vehculos Optimizacin energtica y degradacin cataltica de materiales plsticos

y Medio Ambiente

FUNDACIN MAPFRE no se hace responsable delcontenido de ningn artculo, y el hecho de que patrocine

su difusin no implica conformidad con los trabajosexpuestos en estas pginas. Est autorizada la

reproduccin de artculos y noticias, previa notificacin aFUNDACIN MAPFRE y citando su procedencia.

SICUR: una feria consolidada Ilu

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Editorial

Las cifras de accidentalidadno laboral alcanzan cotas seisveces superiores a las de losaccidentes laborales y msdel doble de las registradas

en accidentes de trfico

SEGURIDAD Y MEDIO AMBIENTE N 125 Primer trimestre 20124

SUM

AR

IO SEGURIDADy Medio AmbienteSEGURIDAD

Anticipando el riesgo defuego22PREVENCIN DE INCENDIOS. Estudio que

desarrolla una metodologa deintegracin del anlisis estadstico deseries de tiempo en el mbito de lateledeteccin y los incendiosforestales.

Reparacin de vehculos y normativa ambiental38OBLIGACIONES VERDES. Implicaciones

medioambientales de la actividad quellevan a cabo los talleres de reparacinde vehculos en Espaa: ordenamientolegal y responsabilidad de lasempresas.

Prevencin laboral mediantetecnologas inalmbricas10PROTECCIN EN LA OBRA. Trabajo de

investigacin que disea una solucinbasada en las tecnologasinalmbricas existentes en elmercado para monitorizar y protegera los trabajadores en obra.

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PREVENCIN DE INCENDIOS

MEDIO AMBIENTE


66 INSTITUTO DE PREVENCIN, SALUD Y MEDIOAMBIENTE

Presentacin de los beneficiarios de las Ayudas y Becas ala Investigacin de la convocatoria 2011.

Lanzamiento del portal educativoEduca tu mundo.

Jornada Huella hdrica y desarrollosostenible en Espaa.

Presentacin del estudio Losmecanismos elctricos en lasviviendas. Incidencia en la seguridad

de las personas y los bienes.

Presentacin de la Gua de hidroeficiencia industrial.

Campaas para el ahorro de agua en Zaragoza y Galicia.

Jornada tcnica Autoconsumo distribuido.

NOTICIAS

MEDIO AMBIENTE

74 BOLETN OFICIAL DEL ESTADO. Seleccin delegislacin publicada sobre seguridad laboral y medioambiente en Espaa.

75 DIARIO OFICIAL DE LA COMUNIDAD. La normativasobre seguridad y medio ambiente en la ComunidadEuropea.

75 NORMAS EA, UNE, CEI EDITADAS. Normativa desectores profesionales.

78 CALENDARIO DE CONGRESOS Y SIMPOSIOS.

AGENDA

NORMATIVA Y LEGISLACIN

Combustin de materialesplsticos y catalizadores 50

DEGRADACIN DEDESECHOS. Estudiosobre el empleo decatalizadores zeolticospara reducir elconsumo energtico ygenerar compuestos dealto valor comercial enlos procesos dedegradacin dedesechos plsticos.

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SICUR 2012

SICUR PROLABOR. SalnInternacional de la Seguridad58

FERIA EN MADRID. La 18 edicin de SICURreuni en Madrid a las empresas yprofesionales de la seguridad paradebatir sobre la actualidad del sectory presentar los nuevos productos yservicios en este mbito.

ENTREVISTA6 GIANCARLO BIANCHI. El

Presidente de ENSHPOreflexiona sobre laimportancia del proyectoEUSAFE para armonizar laformacin en seguridad ysalud laboral.

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ar P

icaz

o

do la AIAS (Asociacin Profesional Ita-

liana de Medio Ambiente y Seguridad),

que fue el lder del proyecto, y Sinergie,

que asumi el papel de socio para los as-

pectos de calidad y soporte administra-

tivo del proyecto.

Cmo se define y estructura bsica-

mente el proyecto EUSAFE? Cul es el

alcance de su definicin como pro-

yecto estratgico?

El proyecto tiene como objetivo defi-

Cundo se cre el proyecto EUSAFE?

Qu fuerza impulsora lo ha movido?

El proyecto EUSAFE naci en el ao

2010 despus de que en 2008 se creara

en el mbito de la ENSHPO la institucin

formal de certificacin armonizada a es-

cala europea de Director de Seguridad y

Salud (EurOSHM) y en 2009 la certifica-

cin de Tcnico de Seguridad y Salud

(EurOSHT).

Los principales agentes que han impul-

sado el nacimiento del proyecto han si-

nir a nivel europeo los contenidos de los

directores y tcnicos profesionales que

operan en el sector de la seguridad y sa-

lud en el lugar de trabajo.

El proyecto parte de la identificacin de

los cursos existentes a nivel europeo pa-

ra la formacin de las mencionadas fi-

guras profesionales con objeto de iden-

tificar las tareas operativas y a conti-

nuacin las unidades de aprendizaje

adecuadas para realizar las tareas men-

cionadas. Las unidades de aprendizaje

se definirn segn el sistema del Marco

Europeo de Cualificaciones (EQF por sus

siglas en ingls).

Este proyecto es estratgico porque per-

mite contribuir a incrementar la cultu-

ra operativa de los profesionales de la

seguridad y la salud que actan a diario

en los lugares de trabajo y porque favo-

rece la implantacin de una prevencin

eficaz y armonizada en los puestos de

trabajo a escala europea. Adems, los re-

sultados del proyecto favorecen la libre

circulacin a nivel europeo de los men-

cionados profesionales.

Cules son sus principales fases de eje-

cucin? En qu fase se encuentra hoy?

El proyecto EUSAFE se articula en las

siguientes siete unidades de trabajo (WP):


Entrevista

Los 27 pases de la Unin Europea disponen desde 2010 de uninstrumento para armonizar los mtodos y contenidos for-mativos en materia de seguridad y salud laboral. El proyectoEUSAFE, surgido en el mbito de la Red Europea de Organi-zaciones de Profesionales de la Seguridad y Salud en el Traba-jo (ENSHPO), responde al objetivo, largamente aspirado, deimplantar en la UE una prevencin eficaz en el trabajo identi-ficando unidades de aprendizaje que sern definidas conarreglo al sistema del Marco Europeo de Cualificaciones. ParaGiancarlo Bianchi, Presidente del ENSHPO, el proyecto EU-SAFE, adems de sus aciertos en materia de contenidos for-mativos, facilitar la libre circulacin en Europa de estos pro-fesionales. Con l mantuvimos la siguiente entrevista.

Armonizar en la UE la formacin en seguridad y salud laboral

PROYECTO EUSAFE:

Giancarlo Bianchi, Presidente de la Red Europea de Organizaciones de Profesionales dela Seguridad y Salud en el Trabajo (ENSHPO)

WP1: Gestin de proyectos; WP2: Plan

de calidad; WP3: Situacin actual de la

evaluacin y colaboracin con la insti-

tucin responsable de la validacin; WP4:

Identificacin de mtodos e instrumen-

tos para el reconocimiento de la nueva

cualificacin; WP 5: Desarrollo de cua-

lificaciones profesionales y marco de for-

macin; WP6: Creacin de una comuni-

dad; WP7: Transferencia y divulgacin.

En este momento ya hemos desarrolla-

do los WP1, 2, 3, 4 y 6, y ahora estamos

empezando a realizar el WP 7, referente

a la fase de transferencia y divulgacin.

A cunto asciende el presupuesto del

proyecto?

La Agencia Ejecutiva en el mbito Edu-

cativo, Audiovisual y Cultural (EACEA)

aprob el proyecto el 1 de octubre de

2010 con un presupuesto de 501.602 .

A primera vista, es sorprendente que

solo siete instituciones europeas hayan

participado en un proyecto tan vital co-

mo EUSAFE. Cmo se puede explicar

esta aparente contradiccin?

Precisamente uno de los objetivos del

proyecto en la fase de transferencia y di-

vulgacin es llamar la atencin y des-

pertar el inters de las principales insti-

tuciones europeas sobre su importan-

cia estratgica. Por lo tanto, estn pre-

vistos los correspondientes instrumen-

tos y contactos con las principales ins-

tituciones europeas.

Est abierto el proyecto a nuevos so-

cios? Qu tipo de organizaciones pue-

den optar a incorporarse al mismo?

Existe alguna forma de que pases no

representados en el consorcio del pro-

yecto puedan colaborar?

No es posible participar como socio,

pero s es posible y deseable hacerlo co-

mo parte interesada en la fase actual de

transferencia, divulgacin y evaluacin

de los resultados del proyecto.

Considera que el proyecto EUSAFE

pondr fin a las insuficiencias y defec-

tos en la certificacin de la formacin

de los tcnicos y trabajadores de la se-

guridad y la salud en Europa? Es la for-

macin de los tcnicos la clave para re-

solver estas dificultades?

Pienso que los resultados del proyec-

to inherentes al WP 5, Desarrollo de cua-

lificaciones profesionales y marco de for-

macin, pueden contribuir a una for-

macin mejor y ms armonizada de los


No es posible yaparticipar en el

proyecto como socio,pero s es deseablehacerlo como parteinteresada en la fase

actual de divulgaciny evaluacin de

resultados

de forma significativa tambin en la le-

gislacin de la Unin Europea como ins-

titucin.

El proyecto EUSAFE pretende desarro-

llar un nuevo marco de cualificacin

profesional. No hay riesgo de que es-

to pueda ahondar an ms las diferen-

cias entre pases en trminos de la ca-

pacidad de cada uno para alcanzar esa

cualificacin universal? Cmo pue-

de evitarse este riesgo?

Tener una base profesional armoni-

zada a nivel europeo constituye un va-

lor aadido. Siempre resulta necesaria

la adaptacin de los mencionados con-

tenidos, tambin a las realidades cultu-

rales y organizativas de cada uno de los

pases.

Podran contribuir los objetivos de

movilidad del proyecto a reducir los

susodichos profesionales. El proyecto

no afecta a los trabajadores.

Qu otros aspectos considera crucia-

les en trminos de unificar las normas

y criterios de seguridad y salud en el tra-

bajo en Europa?

Tener profesionales formados y cua-

lificados de forma armonizada a nivel

europeo contribuye con toda seguridad

a mejorar la seguridad en los puestos de

trabajo. Tambin puede contribuir a ela-

borar sistemas de gestin y manuales y

procedimientos ms eficaces.

Podran en algn momento ser de obli-

gado cumplimiento en la legislacin co-

munitaria las decisiones y conclusio-

nes de EUSAFE?

Se intentar llevar las conclusiones y

los contenidos a las principales insti-

tuciones europeas para que sean teni-

dos en cuenta en la elaboracin y la

aprobacin de nuevas normativas eu-

ropeas referentes a los profesionales

mencionados.

Se ha establecido algn plazo con-

creto para incorporar estas conclu-

siones a la legislacin sobre seguridad

y salud en el trabajo de los 27 Estados

miembros de la UE?

El camino para influir en la legislacin

de los 27 pases es muy largo y compli-

cado. Disponer de contenidos profesio-

nales y de metodologas y contenidos

formativos armonizados puede influir

niveles de desempleo en la Unin Eu-

ropea?

La demanda de profesionales cualifi-

cados para los sectores de la seguridad,

la salud y el medio ambiente capaces de

aumentar la eficacia de las acciones de

mejora est creciendo fuertemente en

todos los pases de la Unin Europea.

Por lo tanto, el proyecto puede contri-

buir a disminuir los niveles de desem-

pleo, especialmente entre los jvenes.

Representa la existencia de una Euro-

pa de dos velocidades, especialmente

en la situacin actual de crisis econ-

mica, una barrera aadida para avan-

zar hacia esa uniformidad?

El proyecto tiene tambin por objeto

permitir una mejor aceptacin y un de-

sarrollo armonizado de la seguridad en

los 27 pases de la Unin Europea, in-

cluso en este momento que se caracte-

riza por problemas econmicos consi-

derables que afectan a la mayor parte de

los pases europeos.


Entrevista

El hecho de disponerde metodologas y

contenidosformativos

armonizados puedeinfluir de forma

significativa en lalegislacin de la UE

La demanda deprofesionales enseguridad y salud

laboral est creciendofuertemente en todos

los pases y puedecontribuir a disminuir

los niveles dedesempleo

Permitir contribuira la implantacin

de una prevencineficaz en los puestos

de trabajo a escalaeuropea

dispondr lo necesario para la adapta-

cin de las medidas de prevencin sea-

ladas en el prrafo anterior a las modifi-

caciones que puedan experimentar las

circunstancias que incidan en la realiza-

cin del trabajo.

Esta adaptacin a las situaciones de

riesgo, en un entorno cambiante como

es una obra de construccin, constitu-

L a Ley 31/1995, de 8 de noviem-bre, de Prevencin de RiesgosLaborales, y sus posteriores mo-dificaciones, establece en su artculo 14

que los trabajadores tienen derecho a

una proteccin eficaz en materia de se-

guridad y salud en el trabajo. El citado

derecho supone la existencia de un co-

rrelativo deber del empresario de pro-

teccin de los trabajadores frente a los

riesgos laborales. Asimismo, en dicho

artculo se establece que el empresa-

rio desarrollar una accin permanen-

te de seguimiento de la actividad pre-

ventiva con el fin de perfeccionar de

manera continua las actividades de iden-

tificacin, evaluacin y control de los

riesgos que no se hayan podido evitar

y los niveles de proteccin existentes y

ye una importante dificultad. Tambin

en el artculo 15 se recoge entre los prin-

cipios de la accin preventiva tener en

cuenta la evolucin de la tcnica, lo que

supone de facto una necesidad de inno-

vacin continua que permita al empre-

saria adoptar las tecnologas que pue-

dan mejorar la prevencin de los riesgos

laborales.


Seguridad

TECNOLOGAS INALMBRICAS

Proteccin activa contra la siniestralidad laboral

Soluciones para la monitorizacin de trabajadores en obra mediante

La prevencin activa puede implementar diferentes barrerasde seguridad. El estado de la tcnica de los sistemas de inte-ligencia ambiental permite construir sistemas inteligentesque, mediante la utilizacin de redes de sensores inalmbri-cas, son capaces de identificar peligros y evaluar riesgos, ayu-dando en la adopcin de medidas preventivas de forma ac-tiva y en tiempo real. El trabajo de investigacin consiste enel diseo de una solucin de toma de decisiones en tiemporeal, capaz de identificar una situacin de riesgo y decidir lamedida preventiva apropiada, as como de detectar si el tra-bajador ha sufrido un accidente y facilitar la evacuacin. Seha realizado un anlisis de las tecnologas disponibles y se haconfigurado una solucin que se ha implementado en un sis-tema prototipo. El prototipo se ha validado y sus funcionali-dades se han verificado en un escenario real.

Por RAMN GONZLEZ CARVAJAL. Dr. IngenieroIndustrial y Catedrtico de Tecnologa Electrnica([email protected]). Departamento de IngenieraElectrnica. Escuela Tcnica Superior de Ingenieros,Universidad de Sevilla.Co-autores: V. PREZ MIRA. Ingeniero TcnicoIndustrial, Tcnico Superior PRL y Mster enMicroelectrnica. D. DAZA REBOLLO. Ingeniero deTelecomunicacin y Mster en Ingeniera Electrnica.J. CARRILLO CASTRILLO. Ingeniero Industrial,Mster en Manufacturing Engineering y TcnicoSuperior PRL.


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reas que deben ser coordinadas. Un sis-

tema como el planteado en este proyec-

to supone la creacin de un segundo bu-

cle de supervisin. Dicho bucle estara

basado en la monitorizacin activa de

los trabajadores.

En la actualidad ya han aparecido

productos que proporcionan solucio-

nes parciales, pero que no resuelven de

una forma integrada y eficaz la proble-

mtica expuesta. Adems de ese ca-

rcter incompleto, desde el punto de

vista tecnolgico, las soluciones en ge-

neral estn basadas en tecnologa GSM-

GPRS combinada con la tecnologa GPS,

lo cual limita su uso en obras de edifi-

cacin.

Tecnologas inalmbricas

Una de los objetivos del proyecto es la

seleccin de las tecnologas ms ade-

cuadas para alcanzar la solucin plan-

teada. El concepto de redes de sensores

inalmbricas (WSN) abarca la creacin

de una plataforma de sensores y comu-

nicaciones que permita tanto la moni-

torizacin de magnitudes fsicas o cir-

cunstanciales (eventos) dentro de un es-

cenario (en nuestro caso, el espacio fsico

El presente trabajo incorpora las Tec-

nologas de la Informacin y las Comu-

nicaciones (TIC) a la mejora de los sis-

temas de prevencin, definiendo nue-

vas herramientas tecnolgicas que aporten

mejores soluciones al control de la si-

niestralidad.

El ndice de incidencia del sector de la

construccin es el mayor en Espaa:

8.232 accidentes por cada 100.000 tra-

bajadores afiliados. Del anlisis de las

causas de accidente mortal, realizado en

el estudio Anlisis de la mortalidad por

accidente de trabajo en Espaa 2005-

2007, elaborado por el INSHT [1] en cola-

boracin con comunidades autnomas,

se observan, entre otras, como princi-

pales las siguientes:

Ausencia/deficiencia de proteccionescolectivas frente a cada de personas.

Formacin/informacin inadecuada,inexistente sobre riesgos o medidas

preventivas.

No utilizacin de prendas de protec-cin individual puestas a disposicin

por la empresa y de uso obligatorio.

Instrucciones inexistentes, confusas,contradictorias o insuficientes.

Incumplimiento de procedimientos einstrucciones de trabajo.

Un sistema capaz de mejorar la iden-

tificacin del uso de EPIS y de la pre-

sencia del trabajador en zonas restrin-

gidas, que permita controlar su situa-

cin y estado y que le proporcione

informacin en tiempo real de los ries-

gos, supone un avance tcnico que im-

plementara barreras de seguridad en

los escenarios de los accidentes ms re-

levantes del sector. Dicho sistema de-

be activarse junto a un adecuado siste-

ma de gestin de la prevencin, una for-

macin y entrenamientos adecuados y

una concienciacin y motivacin de los

trabajadores.

Una de las principales dificultades en

obra es el control de acceso y la concu-

rrencia de trabajadores en diferentes ta-

que ocupa una obra de construccin),

como la toma de decisiones [2].

La solucin ms adecuada en el cam-

po de las comunicaciones en el mbito

de la construccin (tanto la edificacin

como la obra civil) es el uso de las tec-

nologas inalmbricas. La motivacin

clave para el uso de estas tecnologas es

la reduccin de costos por instalacin y

la posibilidad de reutilizacin en obras

sucesivas, ya que en ellos no existe ne-

cesidad de tender cableado.

Los mdulos inalmbricos ms ex-

tendidos hoy en da son los que utili-

zan la banda de 868 MHz. Sin embar-

go, debido al reducido ancho de ban-

da de los mismos, se tiende a sistemas

inalmbricos que se desarrollen en la

banda sin licencia de 2.4 GHz. Las tec-

nologas pertenecientes a esta banda

que se han seleccionado son conside-

radas las ms adecuadas para cubrir las

necesidades del presente proyecto. En-

tre estas tecnologas se encuentran dos

de corto alcance, como son Bluetooth

y Zigbee. Esta ltima, por su parte, lo-

gra alcanzar distancias de hasta 500

metros aproximadamente, aunque se

pueden encontrar mdulos que incre-

mentan esta distancia de forma consi-

derable. Como contrapartida, esta tec-


Seguridad

Tecnologa Wi-Fi WiMAX Bluetooth ZigBee

Capacidad 54-11 Mbps 70 Mbps 1-10 Mbps 250 kbps

N nodos +100 +1000 8 65000

Autonoma .5-5 das Alimentacin 1-7 das 3-30 meses

Alcance 10-300 m 50 km 1-100 m 100-300 m

Latencia 1ms 1ms 14ms 240s

Seguridad WEP DES3 AES-CCM-128

802.1x AES

WPA PKM-EAP

Topologa Punto a punto Punto a punto Punto a punto Punto a punto

Punto a multipunto Punto a multipunto Punto a multipunto Estrella

Mesh Mesh

rbol

Modulacin DSSS y OFDM OFDM FHSS DSSS

Tabla 1. Comparativa de tecnologas.

nologa es de ancho de banda reduci-

do (250 Kbps).

Para las aplicaciones que necesitan

alcances superiores, se han seleccio-

nado las tecnologas GPRS, Wi-Fi y Wi-

MAX. Las peculiaridades de cada tipo

de obra (civil alejada de la ciudad o

edificacin integrada en el entorno ur-

bano) podran hacer necesario el de-

sarrollo de una red mixta, hacindose

uso de varias tecnologas, y siendo ne-

cesaria la creacin de pasarelas de una

a otra tecnologa.

La tecnologa ZigBee (inalmbrica) es

la ms adecuada para aplicaciones de

edificacin teniendo en cuenta el n-

mero de nodos y sensores, la autonoma,

el alcance y la seguridad.

Objeto y alcance

La finalidad principal de este proyec-

to es la definicin de un sistema inteli-

gente basado en sensores capaces de de-

tectar situaciones potenciales de riesgo

con capacidad para tomar decisiones

que eviten de una manera activa acci-

dentes laborales y cuya implementacin

sea fcil y de bajo coste.

Antes de describir el sistema, consi-

deramos necesario mencionar sucinta-

mente tres conceptos fundamentales en

los que se basa:

Concepto de barrera de seguridad.Una barrera de seguridad es una fun-

cin implementada para la preven-

cin, control o limitacin de los daos

de un riesgo de accidente [3]. Los mo-

dernos modelos conceptuales de pre-

vencin de accidentes, como por ejem-

plo MORT [4] (Management Oversight

& Risk Tree), consideran dos tipos de

barreras fundamentalmente en la re-

duccin del riesgo de dao al trabaja-

dor: las barreras que evitan el evento

del accidente y las que limitan los da-

os producidos. Las barreras no ne-

cesariamente son fsicas, y pueden ser

tanto sistemas lgicos como medidas

de organizacin.

Prevencin activa. La prevencin ac-tiva es aquella que acta de forma de-

pendiente de las condiciones. Un sis-

tema basado en el concepto de pre-

vencin activa adopta las medidas de

prevencin en funcin de la situacin

real.

Inteligencia ambiental. El paradig-ma de ambiente inteligente (AmI,

Ambient Intelligence) est explicado

en el documento ISTAG Information

Society Technologies Advisory Group,

que presenta una visin de la Socie-

dad de la Informacin futura enfati-

zando en la proximidad al usuario, la

eficiencia y el soporte a servicios dis-

tribuidos, la potenciacin del usua-

rio y la facilidad de interaccin hu-

mana con el entorno. La poblacin

podr estar rodeada de interfaces in-

tuitivas e inteligentes embebidas en

toda clase de objetos y en un ambiente

capaz de reconocer y responder ante

la presencia de diferentes individuos

sin obstaculizar y de forma continua

y no visible. Parte de la idea de que la

tecnologa debe estar diseada para

los usuarios y no los usuarios adap-

tarse a la tecnologa [5] [6].

Los principales requerimientos tec-

nolgicos son:

Hardware no obstructivo: miniatu-

rizacin y nanotecnologas, dispo-

sitivos inteligentes, ordenadores em-

bebidos, alimentacin, sensores, ac-

tivadores

Infraestructuras de comunicaciones

continuas basadas en acceso web fi-

jo y mvil.

Redes de dispositivos dinmicos y

distribuidos, dispositivos interope-

rables y redes configurables a me-

dida, inteligencia embebida en re-

des.

Interfaces humanas similares a las

naturales: agentes inteligentes, in-

terfaces multimodales, modelos de

percepcin de contexto.

Fiabilidad y seguridad: sistemas ro-

bustos y fiables, software capaz de

autochequeo, auto-reparacin y au-

toorganizacin

El sistema inteligente basado en sen-

sores definido por este proyecto es, por

tanto, un sistema de prevencin activa

basado en la implementacin de barre-

ras de seguridad mediante tcnicas de

inteligencia ambiental. La clave del xi-

to de la inteligencia ambiental reside en

Tecnologas inalmbricas y proteccin


Medidas de prevencin

RIESGOS

CONSECUENCIAS

rbol de fallos rbol de eventos

Grfico 1: Representacin simplificada de bow-tie (Dianous, Fivez, 2006, p. 221; Delvosalle et al., 2006, p. 201).

Deteccin de posibles afecciones alsistema. La red de sensores permite

identificar la exposicin a ambientes

txicos y peligrosos, a situaciones de

baja visibilidad o de condiciones hi-

drotrmicas adversas.

Capacidad de actuacin en circuns-tancias de riesgo. La respuesta del sis-

tema puede consistir en alarmas a los

medios de coordinacin de seguridad

o al propio trabajador, o bien en la ac-

tuacin de elementos de proteccin

(iluminacin, ventilacin, limitacin

de velocidad o sentido de la marcha

de equipos y mquinas, etc.).

Sealizacin activa. El sistema per-mite informar de forma activa y sen-

sible a la situacin de la obra, propor-

cionando informacin del ambiente,

de la situacin de otros trabajadores y

de su estado.

Deteccin de situaciones de emergen-cia. La instalacin de distintos tipos de

sensores en la obra permite la activa-

cin de los planes de emergencia basa-

dos en la informacin identificada.

Capacidad para permitir monitoriza-cin remota de la instalacin. Depen-

diendo del tipo de atributos a controlar

en cada tipo de obra, ser o no necesa-

rio disponer de monitorizacin remo-

ta en tiempo real, sobre todo en casos

en que se quieran controlar procesos de

trabajo que puedan dar lugar a situa-

ciones de emergencia o cuando los me-

dios de coordinacin, por el tamao o

complejidad de la obra, necesiten de in-

formacin remota de la situacin (t-

neles, edificios de gran altura, etc.).

Arquitectura bsica delsistema

La infraestructura inteligente bsica

para el establecimiento de la red de co-

municaciones y el procesado de la in-

formacin estar compuesta por los si-

guientes elementos:

desarrollar sistemas y tecnologas ami-

gables, con buena respuesta, interco-

nectados, sensibles al contexto, trans-

parentes e inteligentes.

Funcionalidades yarquitectura

Funcionalidades: diseobasado en ambienteinteligente

El sistema se basa en que la potencia

de procesado se empotra en los distin-

tos objetos del sistema, fundamental-

mente en los elementos inalmbricos.

Es decir, los diferentes elementos ina-

lmbricos los elementos fijos (senso-

res ambientales y de ubicacin), mvi-

les (localizacin y consulta de los par-

metros relativos a condiciones vitales de

los trabajadores) y semi-estticos (loca-

lizacin y consulta de las condiciones de

operacin de la maquinaria) actuaran

como objetos inteligentes cooperantes

embebidos en un sistema bajo el para-

digma de ambiente inteligente.

Las principales funcionalidades que

puede ofrecer un sistema basado en am-

biente inteligente son:

Deteccin de la situacin y ubicacindel personal en la obra. La capacidad

de deteccin de datos asociados a las

personas, como su movilidad, ubica-

cin, estado (por ejemplo, deteccin

de un trabajador que no se mueve por-

que ha sufrido un accidente, o se ha

cado, etc.), es una de las nuevas posi-

bilidades ofrecidas por el sistema a de-

sarrollar. Se trata de una actividad que

se apoya, plenamente, en la capacidad

introducida en la red de sensores pa-

ra captar informacin del ambiente

que los rodea. Asimismo, permite la

deteccin de personal no autorizado

en las instalaciones o en determina-

das reas.

Nodos Instalaciones fijas. Sern conside-

radas como los principales elemen-

tos constructivos de la infraestruc-

tura. Estarn equipadas con senso-

res inalmbricos capaces de capturar

informacin del entorno que les ro-

dea, software empotrado capaz de

procesar la informacin captada uti-

lizando algoritmos inteligentes, y

dispositivos de comunicaciones ca-

paces de transmitir la informacin

a otros elementos del sistema.

Elementos mviles o semi-estti-

cos de cada tipo de obra. Sern ele-


Seguridad

mentos similares a las instalaciones

fijas y, dependiendo de su situacin

geogrfica, podrn estar equipados

con los mismos sensores que estas.

Debern disponer de un software

empotrado con el que sea posible

procesar la informacin que es cap-

turada por los sensores, as como

equipos que transmitan esa infor-

macin a otros elementos del siste-

ma teniendo en cuenta que su loca-

lizacin no siempre ser conocida.

Pasarela o nodo coordinador. Se-

r considerado el elemento princi-

pal de procesado de los datos que

llegarn provenientes del resto de

elementos del sistema inteligente.

Se desarrollar en cdigo abierto,

podr monitorizar esa informacin

y tendr la posibilidad de interac-

tuar con los elementos del sistema.

La pasarela tendr como tarea fun-

damental la monitorizacin de la

obra; no obstante, recibir mucha

ms informacin, como la de agen-

tes ambientales, afecciones al sis-

tema, etc. y todos los aspectos re-

lacionados con la seguridad. Final-

mente, la pasarela dotar al sistema

con la capacidad de poder comu-

nicarse con el exterior de forma bi-

direccional.

Capa fsica. La capacidad que tienenque tener los enlaces de la red de co-

municaciones de este trabajo no va a

superar los 100 Kbps. Esto se debe a

que la cadencia con que los sensores

toman los datos es elevada en com-

paracin con la toma de muestras de

otras aplicaciones en la que la evolu-

cin de los datos es muy rpida. Sin

embargo, el cambio que pueden sufrir

los datos en un periodo de tiempo pe-

queo es poco probable en este tipo

de aplicaciones. La capa fsica tendr

que ofrecer la suficiente conectividad

para los sensores inalmbricos con los

que se equipararn los nodos que for-

man parte de la infraestructura inteli-

gente que se desarrolla en el proyec-

to. Para la transmisin de los datos pro-

cesados deber existir una red de

comunicaciones inalmbrica suficiente

que conecte a todos los nodos del sis-

tema.

Capa Middleware. Ser un software deconectividad que permitir ofrecer un

conjunto de servicios. Estos servicios

harn posible el funcionamiento de las

aplicaciones distribuidas que se desa-

rrollan en el sistema inteligente, sobre

la plataforma que se ha creado. Fun-

ciona como una capa de abstraccin

de software distribuida y se sita entre

la capa de aplicaciones y la capa fsica.

La tarea principal de esta capa es ha-

cer transparente a la capa de aplica-

ciones los detalles de bajo nivel del

hardware, del sistema operativo y, es-

pecialmente, de los detalles de la dis-

tribucin de los datos a travs de una

infraestructura distribuida. De esta for-

ma, proporciona una interfaz abierta

de programacin de alto nivel que pue-

de ser utilizada para aplicaciones ex-

ternas o para poder interactuar con

otras infraestructuras. La capa Midd-

leware abstrae de la complejidad y he-

terogeneidad de la red de comunica-

ciones que se desarrolla en el proyec-

to, una red inalmbrica hbrida de

sistemas empotrados. Esto facilitar la

posibilidad de conexin/desconexin

de los nodos a la red en tiempo real.

Capa de aplicaciones. La capa de apli-caciones desarrolla las funcionalida-

des que se requieran en el sistema. Es-

tas funcionalidades, ya descritas con

anterioridad, hacen referencia a dis-

tintos aspectos de prevencin activa

a implementar.

Componentes del prototipo

Transreceivers. Los modelos selec-

cionados estn basados en la tecnolo-

ga Freescale, e incorporan integrados

los mdulos de radiofrecuencia.

Sensores. Se han seleccionado algu-

nos de los sensores posibles (no todos).

Asimismo, en la implantacin del siste-

ma no todos los sensores se integran en

todos los nodos (por ejemplo, los nodos

ligados a la infraestructura donde se lle-

va a cabo la obra no montan el aceler-

metro). No obstante, los sensores con-

siderados han permitido realizar prue-

bas para verificar que las funcionalidades

son implementadas.

Sensor de temperatura. Se ha elegidoun sensor de bajo consumo con inter-



Latin

stoc

k

Transreceiver.

Sensor de temperatura.

Acelermetro (nodo mvil).

En la segunda versin de los nodos se

ha optado por utilizar un transreceiver

con antena externa, lo que proporciona

un rango ms elevado de funcionamiento

y permite que el tamao final de los no-

dos sea algo menor. A este nodo se le in-

corpor un sensor de luminosidad.

Pruebas del sistemaprototipo y resultados

Diseo del escenario depruebas

En este captulo pretendemos demostrar

la viabilidad de la tecnologa seleccio-

nada (IEEE 802.15.4 y Zigbee) para la mo-

nitorizacin activa de trabajadores. El

escenario elegido se ha simplificado de

faz digital de comunicacin de dos l-

neas. Este dispositivo puede operar en

un rango de temperatura desde -40 C

hasta los 125 C, con una resolucin

de 0,05 C.

Acelermetro. Se ha usado un acele-rmetro de tres ejes lineal de salida di-

gital que incluye un sensor y una in-

terfaz digital capaz de dar informacin

sobre el sensor y proporcionar una se-

al externa de la medida de la acele-

racin a travs de una interfaz serie. El

dispositivo puede ser configurable pa-

ra generar una seal de interrupcin

inercial wake-up/free-fall cuando se

supere una aceleracin determinada

en alguno de los tres ejes.

Sensor de luminosidad. Se ha elegidoun sensor de bajo consumo con inter-

faz digital. El dispositivo transforma la

luminiscencia (el nivel de luz ambiental

en lux) en una seal de salida digital

accesible mediante el bus I2C.

Desarrollo de prototipos denodos

Se han desarrollado dos tipos de no-

dos en referencia al hardware: nodos fi-

jos y coordinador, por un lado, y nodos

mviles. La diferencia principal entre am-

bos es que el nodo mvil tiene un acele-

rmetro de tres ejes. La estructura bsi-

ca del primer tipo de nodo consta de:

forma que la prueba pueda realizarse en

el marco del presente proyecto y teniendo

en cuenta las limitaciones temporales y

de presupuesto.

En el escenario propuesto evaluaremos

la capacidad del sistema para identificar

la posicin de un trabajador, para com-

probar mediante un acelermetro la ac-

tividad del sujeto y los posibles cambios

en su estado. El sistema consta de nodos

mviles (trabajadores) y fijos (obra). Los

nodos fijos tienen una doble funcin: do-

tar de cobertura a la infraestructura y ser-

vir como referencia para calcular la posi-

cin de los nodos mviles. Adems, exis-

te un nodo central o coordinador, que se

encargar de recopilar la informacin pa-

ra proceder a su envo hacia el ordenador

de gestin (figura 3).

Como se advierte, el nodo coordina-

dor, en rojo, est conectado a un servi-

dor central. Adems existe una infraes-

tructura desplegada por la obra (por

ejemplo, nodos colocados en la seali-

zacin luminosa) de nodos que permi-

ten ampliar la zona de cobertura, que

servirn para localizar al trabajador (da-

do que la posicin de la infraestructura

es conocida, podremos triangular la po-

sicin del trabajador a partir del Link

Quality Indicator o LQI, cuyo valor indi-

ca la distancia entre dispositivos que per-

mite conocer su ubicacin relativa se-

gn la intensidad de seal).

Para realizar las pruebas en el escena-

rio ha sido necesario fabricar diferentes

nodos:

Nodo de referencia. Se trata de un no-do que tiene una posicin fija y co-

nocida. Este nodo ser configurado

con los valores X e Y correspondien-

tes a su localizacin. Su nica tarea

es esperar un mensaje Broadcast (a

todos) con el valor LQI y su reenvo al

nodo coordinador. Los nodos de re-

ferencia se comunican con los nodos

sensores y con el nodo coordinador

de nuestra red.


Seguridad

Figura 1. Primer prototipo. Nodos fijo y mvil.

Figura 2. Segundo prototipo de nodo.

Nodo mvil. Este nodo, cada vez quequiera conocer su posicin en la red,

enviar un mensaje Broadcast. Ade-

ms, est equipado con un aceler-

metro para monitorizar los movimientos

y situacin del trabajador.

Nodo coordinador. Este nodo es el quese encarga de recibir los mensajes de

los nodos sensores y almacenar en una

tabla los valores LQI de cada nodo sen-

sor. Conocida la direccin del nodo de

referencia, acceder a una tabla don-

de se almacena la correspondiente di-

reccin fija de dicho dispositivo. De

acuerdo a estos parmetros de entra-

da, se estimar la localizacin del dis-

positivo mediante el algoritmo de lo-

calizacin. Una vez obtenida dicha po-

sicin, esta ser enviada al nodo

coordinador.

Funcionalidad de la red

La evaluacin de la implementacin

consta de las siguientes pruebas:

Pruebas de evaluacin de la funcio-nalidad de la red, por ejemplo, asen-

timientos, retransmisiones, mensajes

de multidifusin, auto-organizacin

de la red, etc.

Pruebas de localizacin del trabajador(nodo mvil).

Pruebas de monitorizacin de eventosen el trabajador (nodo mvil): nivel de

actividad del trabajador, cadas, etc.

Se ha diseado un programa para ges-

tionar el envo y recepcin de los men-

sajes que se transmiten entre los m-

dulos de radio con los que va equipado

cada miembro del sistema. Dicha ges-

tin de mensajes estar orientada a pro-

porcionar, en tiempo real, la informa-

cin necesaria al nodo o equipo coordi-

nador, para que este tenga una visin

global de la localizacin y del estado del

nodo mvil (trabajador).

Nodo coordinador. Este nodo co-

mienza realizando un escaneo de de-

teccin de energa para hacer una elec-

cin ptima del canal en el que co-

menzar la red PAN Personal Area

Network (red de rea personal). Una

vez iniciada la red, el coordinador pa-

sa a modo recepcin a la espera de pe-

ticiones de asociacin de otros dispo-

sitivos y a la espera de datos de infor-

macin de los nodos de la red. El

coordinador controla los nodos de la

red mediante el inicio de un contador.

Una vez finalice el contador, compro-

bar los nodos de los que ha recibido

mensajes de informacin. Para los no-

dos de los que no ha recibido informa-

cin, inicia el contador de mensajes per-

didos correspondiente a ese nodo. Cuan-

do se detecten tres mensajes perdidos

consecutivos, asumir que dicho nodo

ha perdido la conexin y lo elimina de

la lista de nodos pertenecientes a la red.

Nodo sensor. Se considera nodo sen-

sor a todos aquellos distintos del nodo

coordinador y del nodo mvil, y que se

encontraran distribuidos por el escena-

rio cubriendo el rango de este.

Los nodos sensores estn continua-

mente en un bucle a la espera de recibir

algn mensaje, que puede ser de dos ti-

pos: mensajes Broadcast y mensajes re-

transmitidos desde otros nodos. Veamos

cmo se gestionan los primeros. El no-

do sensor recibe un mensaje Broadcast

del nodo mvil y de la trama obtenida

en dicho mensaje obtiene el valor LQI

del enlace entre ambos.

El resto de mensajes recibidos por el

nodo sensor sern Unicast. Si el mensa-

je recibido proviene de otro nodo sen-

sor, contendr los valores LQI del nodo

del que proviene y de los correspon-



Figura 3. Arquitectura de la red.

la clave del xito de lainteligencia artificialreside en desarrollarsistemas y tecnologasamigables, con buena

respuesta,interconectados,

sensibles al contexto,transparentes e inteligentes

PAN. Cuando se enciende el disposi-

tivo final y se pulsa uno de los pulsa-

dores de la placa, automticamente

escanear los canales de frecuencia en

busca de una red y se asociar a ella.

El dispositivo final que quiere asociarse

a la red elige uno de los coordinado-

res de PAN que han sido hallados du-

rante el escaneo.

Envo y recepcin de datos. Para com-probar la capacidad de enviar mensa-

jes desde un dispositivo a otro, se al-

macenan las direcciones asignadas a

cada dispositivo y se utilizan para en-

viar un mensaje de un dispositivo a

dientes nodos que estn asociado a es-te, por lo que lo nico que se har coneste mensaje es aadir el valor LQI delnodo sensor y volverlo a reenviar al no-do al que est asociado hasta que lle-gue al nodo coordinador. Adems, elnodo sensor enva informacin de latemperatura ambiental y del nivel deluminosidad de la zona en la que seencuentra.

Nodo mvil. La aplicacin diseada

para el nodo mvil se limita a enviar la

informacin obtenida de los sensores y

a enviar un mensaje Broadcast para que

el resto de nodos puedan obtener el va-

lor LQI de los respectivos enlaces. Para

el procesamiento de la informacin se

implementan los algoritmos detallados

anteriormente.

Para conocer el estado del nodo m-

vil se ha empleado el sensor de tempe-

ratura y el acelermetro de tres ejes. El

dato que se proporcionar del trabaja-

dor ser la temperatura, y mediante el

procesamiento de la informacin del

acelermetro se podr determinar si es-

te respira o no y si en algn momento se

produce su cada libre. De esta forma se

puede distinguir entre los siguientes es-

tados del trabajador: ACTIVO, ALARMA

(movimiento brusco) y EMERGENCIA

(no hay movimiento).

Pruebas de funcionalidadde la red

Las pruebas realizadas durante la im-

plementacin han sido pruebas finales

al sistema, as como sucesivas pruebas

durante el proceso de desarrollo. A con-

tinuacin se describen las situaciones

de prueba efectuadas durante la imple-

mentacin del sistema:

Asociacin de un dispositivo a la red.Para comprobar la capacidad de un

dispositivo final para unirse a una PAN,

la prueba realizada consiste en que el

coordinador, al encenderse, inicia una

otro. El receptor permanecer en mo-

do recepcin de datos mientras no es-

t ocupado.

Rango. Las placas prototipo para losnodos ofrecen un alcance de unos 800

metros en visin directa, mientras que

en interiores no superan los 200 me-

tros.

Asentimiento y control de los nodos.Para controlar los nodos que se en-

cuentran en la red cada dispositivo tie-

ne una tabla de nodos asociados (hi-

jos). Para tener un control de la per-

manencia, este recibir un mensaje de

cada nodo hijo cada cierto instante de-


Seguridad

terminado. Por su parte, cada hijo ten-

dr que comprobar que ha recibido

asentimiento de los mensajes envia-

dos al coordinador. Mediante la reali-

zacin de retransmisiones en caso de

prdida de mensajes, se determinar

el nmero de intentos de retransmi-

sin y, en caso de superar ese nmero,

se llevar a cabo un autoreseteo por

parte del dispositivo para volver a in-

tentar asociarse a la red, bien con el an-

tiguo coordinador o bien con un nue-

vo coordinador dentro de rango. El sis-

tema, por tanto, se reconfigura en caso

de prdida de algn nodo en la red.

Localizacin de nodosmviles

El algoritmo de localizacin utilizado

est basado en el LQI (Link Quality In-

dicator), cuyo valor disminuye con el au-

mento de la distancia entre dispositivos.

Se han desarrollado distintos tipos de al-

goritmos de localizacin.

Uno de ellos, utilizado en los primeros

prototipos de la red, se basaba en la trans-

misin de un mensaje Broadcast. El otro

algoritmo utilizado se basa en realizar un

escaneo para encontrar los nodos veci-

nos al nodo mvil, disminuyendo de es-

ta forma el trfico de mensajes, limitn-

dose a transmitir el valor de los nodos

ms cercanos. Ambos algoritmos se ba-

san en ltima instancia en el valor de la

calidad del enlace entre nodos, por lo

que para conseguir una buena localiza-

cin ser necesario conocer la posicin

de los distintos nodos fijos.

El nodo coordinador es el que se en-

carga de recibir los mensajes de los no-

dos fijos y los transmite a travs de las tra-

mas de informacin por la interfaz que

lo une al PC. Segn estos valores se deci-

dir la estimacin de la localizacin del

nodo mvil, y por consiguiente, de la ubi-

cacin del nodo mvil (trabajador).

Los valores LQI se obtienen mediante

un escaneo que realiza el nodo mvil ca-

da cierto tiempo. El resultado del esca-

neo es una serie de nodos fijos vecinos

identificados por la dupla direccin MAC

del nodo y el valor LQI. El nodo mvil

manda un mensaje con los valores LQI

de cada nodo vecino al coordinador de

la red. De esta forma el nodo mvil man-

da al coordinador solo los valores LQI de

los nodos ms cercanos a l, reducien-

do as el trfico de mensajes. Si no se

manda el valor LQI de un nodo es por-

que el nodo est lo suficientemente ale-

jado como para no recibir las primitivas

de escaneo del nodo mvil.

Sin embargo, puede ocurrir que per-

maneciendo en un mismo lugar el nodo

mvil no escanee siempre todos los no-

dos cercanos. Esto sucede porque el no-

do mvil permanece un tiempo deter-

minado en el estado de escaneo y pue-

de ser que no todos los nodos respondan

a la primitiva de escaneo. Por esta razn,

la manera ptima de gestionar la locali-

zacin de los nodos mviles en la pasa-

rela de control conectada al nodo coor-

dinador es mediante la realizacin de un

promediado de los valores LQI de cada

nodo fijo cada varios segundos, cuando

se hayan tomados distintos valores LQI

relativos a los nodos.



Latin

stoc

k

Cuando el objeto cae, las aceleracio-

nes en los tres ejes llegarn a valer cero

sin importar la orientacin del objeto,

porque no se detectar ninguna acele-

racin en ningn eje ya que, como se ex-

plic antes, los acelermetros caen con

la misma aceleracin que la ejercida por

la fuerza de la gravedad.

El algoritmo de deteccin de cada li-

bre realiza un muestreo de los datos de

los acelermetros y supervisa dichas ace-

leraciones. Dependiendo de la orienta-

cin, cada acelermetro tendr un ran-

go de aceleraciones entre 1 g (cuando el

eje del acelermetro se encuentre para-

lelo a la gravedad) y 0 g (cuando el eje se

encuentre perpendicular a la gravedad).

El S-factor es una forma de considerar

el total de aceleracin que acta sobre

el dispositivo en cierto instante.

Durante la cada libre, los tres ejes lle-

garn a detectar 0 g. Como el S-factor

viene definido por la aceleracin total

en los tres ejes y estas aceleraciones va-

len 0, el S-factor valdr 0. La eleccin del

valor umbral depender de los tiempos

Los resultados de las pruebas realiza-

das no son suficientemente precisos (del

orden de uno a dos metros) cuando se

utiliza solo el LQI, por lo que en el futu-

ro habr que disear un algoritmo que

tambin use el tiempo de propagacin

de la onda, el cual es insensible a los obs-

tculos. La precisin alcanzada permi-

te delimitar la zona (interior a los nodos

fijos correspondientes a su ubicacin)

en la que se encuentra un trabajador, pe-

ro no la posicin del mismo dentro de la

misma. Eso es as debido a que, depen-

diendo de la presencia de obstculos, la

medida del LQI se puede deteriorar.

Monitorizacin de lostrabajadores

Para conocer magnitudes medidas en

el nodo mvil (signos vitales y/ cadas)

ser necesario de dotar a dicho nodo de

un acelermetro.

Deteccin de la cada libre. Suponga-

mos un nodo con una orientacin arbi-

traria (figura 4). Sus ejes forman los n-

gulos con respecto al eje x; con res-pecto al eje y; e con respecto al eje z.De acuerdo a esto, las salidas de los ace-

lermetros son:

Donde:

VOUT = Salida del acelermetro en

Voltios

VOFFSET = Valor de offset a 0 g del

acelermetro

V/g = Sensibilidad del acelermetro

1 g = Gravedad de la tierra

de respuesta del sistema, de la precisin

del convertidor A/D y de las caracters-

ticas de los acelermetros, como la sen-

sibilidad, el offset, la variacin con la tem-

peratura y el nmero de muestras to-

madas y el tipo de algoritmo. Este umbral

se ha determinado experimentalmente

entre 1 y 100 ms (figura 5).

Deteccin de signos vitales del tra-

bajador. Cierta informacin de la lectu-

ra del acelermetro nos permite detec-

tar si el trabajador presenta actividad pa-

ra poder enviar una alarma en caso

contrario.

La frecuencia de oscilacin es baja, por

lo que el tiempo de adquisicin de mues-

tras fijado ha sido de 40 ms y sern ne-

cesarias al menos 200 muestras para te-

ner un periodo de la seal. Segn esto, el

tiempo necesario para dar un diagnsti-

co de estado del usuario es de 8 segun-

dos. La eleccin del umbral es crtica por-

que puede haber casos en los que el usua-

rio est en absoluto reposo y se considere

una alarma por no detectar signo vital.

Los resultados obtenidos son suficiente-

mente robustos a pesar de la baja sensi-

bilidad del acelermetro y del ruido de

cuantizacin del convertidor A/D.


Seguridad

CADA LIBRE

X

YZ

(a) (b)

Figura 4. Modelo de la cada libre.

Conclusiones y futurosdesarrollos

Los resultados experimentales obte-

nidos muestran que es posible disear

un sistema que desarrolle las funciona-

lidades de un sistema de prevencin ac-

tiva a partir de una red de sensores ina-

lmbrica bajo el paradigma de la inteli-

gencia ambiental.

Algunas funcionalidades, como la de-

teccin de cada o la monitorizacin de

signos vitales, son claramente posibles,

mientras que otras, como la localizacin,

todava necesitan ser perfeccionadas. En

un escenario de las dimensiones de una

obra se puede tener comunicacin di-

recta entre todos los nodos, utilizando

la extensin natural de cobertura que

proporciona la tecnologa IEEE 802.15.4.

Aun as, se ha diseado la red para que,

en caso de prdidas en la comunicacin,

el sistema se restablezca de forma trans-

parente al usuario.

El estado actual de la tcnica permite

que el precio de implantacin de esta so-

lucin sea rentable, ms an si se tiene

en cuenta que todos los sistemas son reu-

tilizables de una obra a otra. Esta solu-

cin no existe actualmente en el merca-

do, por lo que el presente trabajo sirve

como punto de partida para su desarro-

llo y para la creacin de desarrollos pre-

competitivos. Estos futuros desarrollos

pueden ampliar la arquitectura bsica

probada e incluir sistemas basados en

visin con cmaras IP, control de acce-

so a zonas de riesgo con RFID o la iden-

tificacin no solo del personal, sino de

su equipamiento y la maquinaria.

En cuanto al sistema de localizacin

del nodo mvil en la red (trabajador), no

se ha podido implementar el algoritmo

deseado. Se pretenda tener conocimiento

de las coordenadas aproximadas del no-

do en el escenario conocidas las dimen-

siones de este a partir de un algoritmo

de triangulacin con los valores LQI de

los nodos sensores, pero estos valores

dependen en gran medida de la orien-

tacin de los nodos. De este modo, el sis-

tema solo estima la zona en la que se en-

cuentra el trabajador, pero no su posi-

cin con una precisin inferior al metro.

Para una posible mejora, se debera au-

mentar el nmero de nodos fijos de la

infraestructura (aumentar la redundan-

cia del sistema) o bien aadir otros pa-

rmetros al algoritmo de clculo (como

el retraso de propagacin de la onda).

Sin embargo, los resultados prelimina-

res son muy prometedores.

En cuanto a la monitorizacin del tra-

bajador, los resultados obtenidos son

aceptables a pesar de la baja sensibili-

dad de los acelermetros y la resolucin

del convertidor A/D. Se han obtenido re-

sultados satisfactorios en cuanto a pa-

trones del estado del trabajador, por lo

que personalizando el hardware y utili-

zando los perifricos ms adaptados a

la aplicacin que se pretende realizar se

obtendra un sistema fiable y con unos

resultados notablemente mejores.



PARA SABER MS

[1] INSHT (2010), Anlisis de la mortali-dad por accidente de trabajo enEspaa 2005-2007.

[2] N. Fourty, T. Val, P. Fraisse, J. Mer-cier, Comparative analysis of newhigh data rate wireless communi-cation technologies From Wi-Fi toWiMAX(2005).

[3] Johnson, W. G. (1980). MORT safetyassurance systems. New York:Marcel Dekker.

[4] Kjellen, U. (2000). Prevention of ac-cidents through experience feed-back. London: Taylor & Francis

[5] ISTAG Scenarios for ambient inte-lligence in 2010.ftp://ftp.cordis.lu/pub/ist/docs/is-tagscenarios2010.pdf

[6] ISTAG Ambient Intelligence: fromvision to reality.ftp://ftp.cordis.lu/pub/ist/docs/is-tag-ist2003_draft_consolidated_re-port.pdf

[7] http://zigbee.org

Figura 5. Diferencias de la respuesta en el acelermetro (el grfico de la derecha corresponde a cuando es llevado por el trabajador).

es posible disear un sistema que desarrolle lasfuncionalidades de un sistema de prevencin

activa a partir de una red de sensores inalmbricabajo el paradigma de la inteligencia artificial

AGRADECIMIENTOSEste trabajo ha sido financiado gracias a una ayu-da a la investigacin concedida por FUNDACINMAPFRE.


Prevencin de incendios

Metodologa de integracin de informacin de teledeteccin para la

Latin

stoc

k

E l fuego es considerado como unelemento natural en muchos eco-sistemas, y en concreto en losmediterrneos, los cuales presentan

adaptaciones importantes al fuego. Sin

embargo, la presin humana ha origi-

nado un desequilibrio entre el nmero

y extensin de los incendios forestales y

la dinmica de los ecosistemas, provo-

cando su destruccin o afectando muy

negativamente a la composicin de las

especies y a la biodiversidad, dando lu-

gar a un alto impacto ambiental.

El comportamiento del fuego est go-

bernado por tres factores naturales: los

combustibles existentes en el lugar, la

topografa y las caractersticas del tiem-

po atmosfrico[1]. Para que un incendio

se inicie es necesario que exista bioma-

sa suficiente, que las condiciones am-

bientales sean las adecuadas y que ha-

ya alguna causa de ignicin.


RIESGO DE FUEGOAnticipando el

En el presente trabajo se han desarrollado modelos especfi-cos para la estimacin y prediccin del riesgo de incendios. Pa-ra ello se ha integrado el anlisis estadstico de series de tiem-po en el mbito de la teledeteccin y los incendios forestales.Los ndices de riesgo utilizados son el FPINDWI y el FPINDVI, cuyadiferencia radica en el ndice de vegetacin utilizado en su cl-culo, NDVI o NDWI. El FPI (Fire Potential Index) integra la in-formacin procedente de imgenes de teledeteccin con in-formacin meteorolgica. El anlisis estadstico de series detiempo ha permitido descubrir patrones dinmicos en el com-portamiento del riesgo durante el periodo de estudio 2000-2009. A partir de las series de tiempo del periodo 2000-2008 sehan desarrollado modelos especficos de prediccin para losdos ndices por tipo de combustible-regin bioclimtica. Losresultados han mostrado un alto grado de ajuste entre los da-tos originales del FPINDWI y las predicciones para el ao 2009.Asimismo, se ha demostrado que el riesgo es ms predeciblepor medio del ndice FPINDWI que del FPINDVI, sobre todo paralos ecosistemas del norte de la regin analizada.

Por M. HUESCA. M.Sc. Geo-information Science yestudiante de doctorado. ETSI Montes, CiudadUniversitaria s/n, 28040, Madrid, [email protected]. A. PALACIOS ORUETA. Doctora Ingeniera Agrnomoy profesora titular de universidad. ETSI Montes,Ciudad Universitaria s/n, 28040, [email protected]. J. LITAGO LAVILLA. Doctor Ingeniero Agrnomo yprofesor titular de universidad. ETSI AgrnomosCiudad Universitaria s/n, 28040, [email protected]. S. MERINO DE MIGUEL. Doctora Ingeniera de Montesy profesora de escuela universitaria. EUIT Forestal,Ciudad Universitaria sn, 28040, [email protected]. J. SAN ROMN ORTIZ. Ingeniero de Montes,estudiante de mster ETSI Montes, CiudadUniversitaria s/n, 28040, [email protected]. V. CICUENDEZ LPEZ-OCAA. Estudiante deIngeniera de Montes y becario de la UPM. ETSIMontes, Ciudad Universitaria s/n, 28040, [email protected]. J. MAQUEDA BUENO. Estudiante de Ingeniera deTelecomunicacin y becario de la UPM, ETSI Montes,Ciudad Universitaria s/n, 28040, [email protected].

prevencin de incendios forestales mediante la prediccin estadstica

las condiciones ecolgicas, ya que mu-

chos ecosistemas de nuestra geografa

son modelados por los efectos de los in-

cendios forestales[1]. Este tipo de anli-

sis proporciona un mejor entendimien-

to de cmo variables como el clima y la

vegetacin ejercen una influencia din-

mica sobre el comportamiento del fue-

go[4], pero es una tarea compleja ya que

dichas variables tiene escalas de varia-

Aunque los factores sociolgicos tie-

nen un gran peso en la ocurrencia de in-

cendios[2] en trminos generales en Es-

paa, los incendios, y especialmente los

grandes incendios, ocurren durante la

poca de verano, lo que indica que las

condiciones meteorolgicas juegan un

papel fundamental. En estas pocas la

biomasa acumulada se convierte en com-

bustible potencial que arde fcilmente

si se dan las condiciones adecuadas, por

lo que la disponibilidad y el estado h-

drico de los combustibles juegan tam-

bin un papel decisivo en la ocurrencia

de incendios. Adems, mientras que los

factores sociolgicos y los meteorolgi-

cos son muy difciles de gestionar por ser

el primero poco predecible y el segundo

inevitable, sobre los combustibles se pue-

de actuar directamente y de manera pre-

ventiva mediante una adecuada gestin

de las labores selvcolas[3]. Por ello, en es-

ta hiptesis se reconoce el tipo de com-

bustible como factor fundamental en el

riesgo, as como la gran variabilidad en

la respuesta de la vegetacin a las fluc-

tuaciones atmosfricas.

Los combustibles pueden ser descri-

tos en trminos de tipo, carga y estado

del combustible. Mientras que el tipo de

combustible es una caracterstica est-

tica e intrnseca al propio combustible,

la carga y el estado son variables din-

micas que cambian a lo largo del ao.

Estas variaciones pueden ser diarias, co-

mo respuesta a las variaciones de las con-

diciones meteorolgicas; estacionales,

gobernadas principalmente por el ciclo

biofisiolgico del combustible y por los

efectos acumulados de las condiciones

atmosfricas; o anuales, como respues-

ta al ciclo fenolgico de las especies[3].

Identificar las reas de alto riesgo de

incendios, as como entender su din-

mica a lo largo del tiempo, es esencial

para la prevencin, control y gestin de

los montes. Asimismo, proporciona una

herramienta til para la evaluacin de

cin diferentes. De ah la necesidad de

definir modelos de prediccin especfi-

cos para cada combinacin clima-vege-

tacin que presenten distintos compor-

tamientos frente al fuego.

El patrn temporal de los incendios fo-

restales puede ser analizado por medio

de los llamados ndices de riesgo, me-

diante los cuales se estima la probabili-

dad de que se inicie un incendio. En Es-



Latin

stoc

k

paa generalmente se utilizan ndices que

dependen nicamente de las condicio-

nes meteorolgicas; sin embargo, en nues-

tra geografa se ha demostrado una gran

dificultad en la prediccin del nmero de

incendios o rea quemada en funcin ni-

camente de las condiciones climticas. El

Fire Potential Index (FPI)[5] es un indica-

dor dinmico del riesgo de incendios que

combina informacin sobre el tipo de

combustible, con informacin meteoro-

lgica y con informacin del estado de la

vegetacin proveniente de imgenes de

teledeteccin. El FPI ha sido validado sa-

tisfactoriamente en zonas geogrficas muy

diferentes. Varios autores[6, 7 y 8] han de-

mostrado la utilidad de este ndice para

describir el comportamiento de los in-

cendios forestales en regiones templadas

y mediterrneas. Otros autores[9] desa-

rrollaron un modelo estadstico de pre-

diccin del nmero de grandes incendios

basado en el FPI, demostrndose as la

capacidad de este ndice para estimar y

predecir la ocurrencia de incendios.

La cobertura espacio-temporal de al-

gunos sistemas de teledeteccin hace

que la informacin proporcionada sea

especialmente apropiada como compo-

nente indicador del estado de la vegeta-

cin dentro de los ndices de riesgo. Las

imgenes multiespectrales generalmen-

te son analizadas utilizando ndices de

vegetacin, que son ratios de la reflec-

tancia a distintas longitudes de onda y

que dependen de propiedades especfi-

cas de la vegetacin. Los ndices espec-

trales ms frecuentemente utilizados son

el NDVI (Normalized Difference Vegeta-

tion Index)[10], relacionado con la activi-

dad fotosinttica, y el NDWI (Normali-

zed Vegetation Water Index)[11], ms de-

pendiente de la humedad.

El anlisis estadstico de series tem-

porales (AST), en sus dominios frecuen-

cial y temporal[12], ofrece una herramienta

muy til para la prediccin en casi todas

las reas de conocimiento, desde la eco-

noma a la ingeniera o la meteorologa,

en las que se puede medir una magni-

tud con una determinada frecuencia. En

el mbito de los incendios forestales ha

sido utilizada para, entre otros, estudiar

el rea quemada anualmente[13], hacer

seguimiento de la humedad del com-

bustible y evaluar el riesgo de incendio[14],

verificar el ciclo dominante de incen-

dios[15], o para identificar las tendencias

pre- y post-incendio de la vegetacin[16].

El AST pone a nuestra disposicin una

serie de herramientas para identificar

los patrones temporales que definen la

dinmica, pasada y presente, de una va-

riable. Asimismo, nos ofrece una meto-

dologa para la construccin de mode-

los de prediccin basada en modelos es-

tadsticos bien definidos, como los AR

(autorregresivo), MA (media-mvil), AR-

MA (combinan los dos anteriores) y ARI-

MA (incorporan un trmino de integra-

cin para lograr la estacionariedad de la

variable). En realidad, no se trata de un

nico modelo sino de un conjunto de

posibles modelos. El procedimiento se-

guido para su estimacin y ajuste es un

procedimiento iterativo de prueba y error

hasta alcanzar el modelo que mejor des-

cribe la variable seleccionada. Estos mo-

delos han sido utilizados en diversos tra-

bajos dentro del campo del medio am-

biente, como en hidrologa[17] y en estudios

de cambio climtico[18], entre otros. Es-

tos modelos pueden ser utilizados tan-

to para estudiar, analizar y modelizar el

comportamiento de una variable como

para predecir su valor en el futuro. Va-

Teledeteccin y prediccin


Identificar las reas de alto riesgo de incendios, as como entender su dinmica a lo largo del tiempo, es esencial para la prevencin,

control y gestin de los montes

rios autores [19] utilizaron un modelo ARI-

MA para predecir la sequa en China.

El objetivo del presente trabajo es de-

sarrollar modelos de prediccin espec-

ficos o locales del riesgo de incendios

mediante el anlisis estadstico de series

de tiempo. El riesgo de incendios es es-

timado utilizando el Fire Potential Index

propuesto por Burgany otros (FPINDVI) y

la modificacin propuesta por Huesca y

otros[8] (FPINDWI).

rea de estudio

El rea de estudio es la Comunidad Fo-

ral de Navarra, que ocupa una superficie

de 10.420 km2 y est situada en el lmite

de las regiones bioclimticas templada

o atlntica, alpina y mediterrnea. Den-

tro de cada ecorregin las caractersticas

del clima son lo suficientemente simila-

res como para dictar comportamientos

parecidos en la evolucin del suelo y la

vegetacin climcica y, por tanto, con di-

ferentes comportamientos del fuego.

La regin atlntica se caracteriza por

un clima martimo templado clido,

fuertemente influido por el mar Cant-

brico, con abundantes lluvias, nieblas

y lloviznas y con temperaturas suaves.

En esta regin predominan los bosques

caducifolios. Los incendios se caracte-

rizan por su alta frecuencia y por tener

una superficie quemada relativamente

baja. El carcter de los mismos es bi-

modal, presentando dos mximos, uno

al comienzo de la primavera y otro en

verano-otoo.

En la regin alpina se pueden distin-

guir dos zonas. La primera, ms eleva-

da, con clima continental hmedo fro,

y la segunda, con menor elevacin y ms

2) que sern utilizados para el clculo

del ndice de riesgo FPI.

NDVI = (nir r / nir + r)(Eq.1)

NDWI = (nir - swir1 / nir + swir1) (Eq.2)

donde r, nir y swir representan la re-flectancia en los canales rojo, infrarrojo

cercano y SWIR1 respectivamente.

Las series se suavizaron, en la medida

de lo posible, mediante la identificacin

y eliminacin de los posibles valores an-

malos (outliers), utilizando umbrales de-

finidos a partir de la media y la desviacin

tpica de la serie temporal. Los valores



El patrn temporal de los incendios forestalespuede ser analizado por medio de los llamadosndices de riesgo, mediante los cuales se estima

la probabilidad de que se inicie un incendio

vidor de la NASA y fueron reproyectadas

al sistema de proyeccin UTM30N da-

tum WGS-84. Se extrajeron los canales

rojo (648 nm), infrarrojo cercano (858

nm) y SWIR1 (1240 nm) con los que se

construyeron las series temporales. De

esta forma se cuenta con series de tiem-

po de reflectancia a tres longitudes de

onda durante un periodo de 10 aos y

cada 8 das aproximadamente. Final-

mente, se calcularon los ndices de ve-

getacin NDVI y NDWI (ecuaciones 1 y

cercana al lmite con la regin medite-

rrnea. Esta es realmente una zona de

transicin entre el clima mediterrneo

fro y el mediterrneo templado. Los bos-

ques predominantes son los de confe-

ras y hayas, caracterizados por una fre-

cuencia de incendios baja y una marca-

da variabilidad estacional y anual.

En la regin mediterrnea el clima es

netamente mediterrneo, con una clara

influencia atlntica en su parte occiden-

tal y mayor continentalidad hacia el este.

El bosque tpico de esta regin es escler-

filo mediterrneo, donde la frecuencia de

incendios es intermedia, pudiendo afec-

tar a superficies de medianas a grandes.

El carcter de los incendios es unimodal,

con un mximo absoluto en verano.

Material y mtodos

Informacin de teledeteccinLa informacin de teledeteccin uti-

lizada consiste en un conjunto de 454

imgenes adquiridas por el sensor MO-

DIS (MODerate resolution Imaging Spec-

troradiometer) a bordo del satlite TE-

RRA (https://lpdaac.usgs.gov/). El pro-

ducto utilizado es el MOD09A, consistente

en imgenes de reflectancia superficial

que abarcan la zona del espectro que va

desde el azul hasta los canales SWIR. Las

imgenes utilizadas tienen una resolu-

cin espacial de 500 metros y son com-

puestos de 8 das, por lo que se dispone

de 46 imgenes al ao, es decir, 46 valo-

res para cada pxel que compone la ima-

gen. El periodo de estudio comprende

desde febrero del ao 2000 hasta di-

ciembre del ao 2009.

Las imgenes se descargaron del ser-

anmalos fueron sustituidos por la me-

dia entre el valor de la fecha anterior y el

de la siguiente. En caso de que el valor de

la fecha anterior o siguiente fueran an-

malos se utiliz el primero no anmalo.

Informacin meteorolgicaLa informacin meteorolgica se ob-

tuvo de las estaciones meteorolgicas

existentes en la Comunidad Foral de Na-

varra y en las provincias limtrofes. Estas

ltimas fueron utilizadas para asegurar

una buena calidad de la informacin en

los bordes del rea de estudio. Los regis-

tros diarios de las estaciones meteorol-

gicas de la Comunidad Foral de Navarra

para el periodo 2000-2009 fueron pro-

porcionados por el Departamento de De-

sarrollo Rural y Medio Ambiente del Go-

bierno de Navarra. Los datos meteoro-

lgicos de las estaciones de las provin-

cias limtrofes fueron obtenidos de 17 es-

taciones meteorolgicas de la Agencia

Estatal de Meteorologa (AEMET). Con

objeto de obtener los resultados ms pre-

cisos posibles se ha utilizado cada ao el

nmero mximo de estaciones disponi-

bles (puesto que desde el ao 2000 el n-

mero de estaciones disponibles en Na-

varra ha ido aumentando).

Las variables utilizadas han sido la tem-

peratura mxima y la humedad relativa

mnima diaria para trabajar con la situa-

cin ms adversa en lo referente a los in-

cendios forestales. Los datos diarios se re-

sumieron a 8 das para armonizarlos con

los datos MODIS, que son compuestos de

8 das. De esta forma se calcul el valor

medio de las temperaturas mximas (Tmax)

y de las humedades relativas mnimas

(Hrel) de las 8 fechas que corresponden a

un compuesto de MODIS. A continua-

cin, Tmax y Hrel fueron interpoladas es-

pacialmente fecha a fecha para obtener

mapas de Tmax y Hrel para cada fecha del

periodo de estudio. La temperatura fue

interpolada utilizando el mtodo inver-

so de la distancia y la humedad relativa

mnima mediante una regresin lineal

mltiple siguiendo la ecuacin 3.

Hrel =72.1761-1.4181xTmax+0.0049xH

(Eq.3)

Donde H es la altitud (procedente del

modelo digital del terreno de Navarra).

Informacin auxiliarSe han utilizado el modelo digital de

elevaciones (www.ign.es) y el mapa de

combustibles de Navarra (www.marm.es).

Este ltimo utiliza como base los 13 mo-

delos de combustible establecidos para

el NFDRS (National Fire Danger Rating

System) y adaptados a la vegetacin es-

paola. En Navarra estn presentes to-

dos los modelos de combustibles menos

aquellos donde el fuego se propaga a tra-

vs de los restos de cortas y operaciones

selvcolas. Cada modelo de combustible

lleva asociada una humedad de extin-

cin, que representa la humedad a par-

tir de la cual el combustible deja de en-

trar en ignicin, y es utilizada en el cl-

culo del FPI.

Clculo del Fire Potential Index (FPI) El Fire Potential Index (FPI) se expre-

sa de la siguiente manera:

FPI = 100 x (1 - Hcm10hrfrac) x (1 - CVcor)

(Eq.4)

donde FPI es el Fire Potential Index, el

cual toma valores mximos de 100 cuan-

do el riesgo es muy elevado y valores pr-

ximos a cero o negativos cuando no exis-

te riesgo. Hcm10hrfrac representa la hu-

medad del combustible fino y muerto y

Cvcor representa la carga de combusti-

ble susceptible de arder.

Los ndices usados fueron el FPINDVI y

el FPINDWI. Para su clculo se sigui la

formulacin descrita por Huesca y otros[8].

Anlisis estadstico de series temporales (AST)

En primer lugar se realiz un estudio

cualitativo de la evolucin temporal del

FPI en el periodo 2000-2009 para cuatro

zonas con un tipo de vegetacin y mo-

delo de combustible representativos de

la regin. A continuacin se llev a cabo

un anlisis cuantitativo utilizando el an-

lisis estadstico de series temporales[12].

Las series de tiempo de FPINDVI y FPIND-

WI de cada pxel se agruparon segn su

comportamiento utilizando los estads-

ticos descriptivos (media y varianza) y la

funcin de autocorrelacin. De esta for-

ma, se definieron zonas del rea de es-

tudio con un comportamiento temporal

similar, lo que permiti recoger la varia-

bilidad temporal de toda el rea de estu-

Teledeteccin y prediccin


Latin

stoc

k

Resultados

Evolucin temporal del FPILa figura 1 muestra el mapa de los mo-

delos de combustibles agrupados en fun-

cin del elemento propagador del fuego,

pasto, matorral u hojarasca, as como la

localizacin de los pxeles seleccionados

para explicar la evolucin temporal del

riesgo entre los aos 2000 y 2009. La zo-

na 1 corresponde a cultivos de secano

mediterrneos, principalmente cereal,

en los que el elemento propagador es fun-

damentalmente el pasto. La zona 2, si-

tuada en la regin alpina, est ocupada

por bosques de conferas donde el pino

silvestre y el abeto son las especies do-

minantes y en donde el fuego se propa-

ga principalmente por la hojarasca. En

la Navarra del noroeste (regin atlnti-

ca) se han seleccionado dos zonas (3 y 4).

La zona 3 est ocupada por bosques de

frondosas caducifolias de hayas. Este ti-

po de bosque es muy cerrado y no per-

mite la presencia de sotobosque, por lo

que el fuego se propaga principalmente

por la hojarasca. En la zona 4 predomi-

nan los bosques de frondosas caducifo-

lias de robles y castaos. Estos bosques

son ms abiertos, por lo que suelen ir

acompaados por un sotobosque de ma-

torral que se convierte en el elemento

propagador del fuego.

La figura 2 muestra la evolucin tem-

poral del FPINDVI y el FPINDWI en las zonas

representativas indicadas en la figura 1.

En los cultivos herbceos de la regin

mediterrnea (figura 2a) se observa un

comportamiento de riesgo de ambos n-

dices casi idntico. El riesgo presenta un

patrn unimodal con los valores mxi-

mos centrados en verano de forma ine-

quvoca. En las masas boscosas de la zo-

na norte (figuras 2b, 2c y 2d) se observa

que el riesgo estimado con el FPINDWI es

siempre considerablemente mayor que

el estimado por el FPINDVI excepto en el

dio. Los estadsticos descriptivos nos per-

miten obtener de forma cuantitativa una

primera idea sobre la naturaleza global

del riesgo en cada zona. La funcin de

autocorrelacin mide la correlacin del

valor del riesgo distanciando un inter-

valo de tiempo, lo que permite evaluar la

dinmica del riesgo y estimar su estabi-

lidad a lo largo del tiempo, es decir, c-

mo de repetitivo es su patrn.

Para cada zona con un comportamiento

similar se desarroll un modelo especfi-

co siguiendo la metodologa propuesta

por Box y otros[12], cuya estrategia es la

construccin de un modelo estadstica-

mente adecuado que responda al princi-

pio de parametrizacin escueta (mxima

simplicidad estructural y mnimo nme-

ro de parmetros). Esta metodologa se

lleva a cabo en tres etapas: (1) Identifica-

cin, (2) Estimacin y Validacin, y (3)

Prediccin. En la primera etapa se estu-

dia la estacionariedad y la estacionalidad

de la serie y se identifican los rdenes de

los trminos Autorregresivo y de Medias

mviles que debera contener el mode-

lo. En la segunda etapa se estiman los pa-

rmetros del modelo y en la tercera, se

verifica la adecuacin estadstica de las

estimaciones a la serie analizada. La eva-

luacin de las predicciones permite esti-

mar su error, y aceptar el modelo esti-

mado o rechazarlo, retornando a una nue-

va identificacin. En este trabajo, en primer

lugar se propuso un modelo para cada

una de las zonas definidas previamente,

y en un segundo paso se agruparon los

modelos que tenan una estructura co-

mn. Los modelos se estimaron utilizando

la serie temporal 2000-2008, dejando el

ao 2009 para realizar una prediccin.

La significacin estadstica de los mo-

delos se estim mediante el test t de Stu-

dent y la ausencia de autocorrelacin re-

sidual fue determinada a partir de tests

Q(k) de Ljung y Box. La capacidad pre-

dictiva de los modelos se estim me-

diante el estadstico U de Theil[20].



Figura 1. Modelos de combustible agrupadosen funcin del elemento propagador del

fuego. Los nmeros entre parntesis hacen

referencia a las cuatro zonas donde se han

extrado las firmas temporales de FPINDVI y

FPINDWI.

(1) Cultivo de secano de la regin

mediterrnea.

(2) Bosque de conferas de la regin alpina.

(3) Bosque de frondosas caducifolias de la

regin atlntica.

(4) Bosque abierto de frondosas

caducifolias con sotobosque de matorral

de la regin atlntica.

invierno, cuando el riesgo es menor. En

los bosques de conferas de la zona alpi-

na (figura 2b) se observa un patrn anual

de riesgo ms evidente cuando se estima

con FPINDWI. El FPINDVI presenta un pa-

trn muy irregular. Los bosques de fron-

dosas (figura 2c) presentan unos valores

de FPINDWI y FPINDVI similares durante el

invierno y principio de primavera. Sin

embargo, presentan una tendencia de

riesgo opuesta en la transicin al verano,

siendo el riesgo creciente cuando se uti-

liza el FPINDWI y decreciente con el FPIND-

VI. En el otoo los valores de los dos ndi-

ces vuelven a ser similares. En los bos-

ques abiertos de frondosas caducifolias

con sotobosque de matorral (figura 2d)

aparece un comportamiento similar en

invierno, primavera y otoo. Durante el

verano presentan un comportamiento

opuesto tanto en valores como en ten-

dencia, presentando el FPINDWI valores

ms altos que el FPINDVI.

Las figuras 3a y 3b muestran la funcin

de autocorrelacin hasta 150 retardos (al-

go ms de 3 aos) calculada para las se-

ries de FPINDVI y FPINDWI en las zonas s

seguridad-y-medio-ambiente-125-es.pdf

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