Open-source Framework for Chilean Wildfire Spreading and Effects Analysis

Abstract

Comportamiento cíclico de barras de acero para hormigón armado sometidas a fatiga de bajo ciclaje con pandeo restringido. Los incendios forestales son un problema de interés mundial que frecuentemente afectan a nuestro país, quemando miles de hectáreas de bosques, destruyendo la flora y fauna, afectando el aire, los ciclos del agua y el ecosistema. Estos daños han generado pérdidas económicas, ambientales y sociales significativas. Según estadísticas de la CONAF el 99, 7% de los incendios en Chile son provocados por negligencia humana y desde 1963 a 2020 se han producido más de 250 mil incendios forestales con más de 3 millones de hectáreas quemadas. Debido a la problemática que genera este tipo de fenómenos es que se han desarrollado diversas formas de abordar el problema, las cuales pueden ser clasificadas en: evaluación de riesgo, propagación y efecto. Nuestro interés se centra en los modelos de propagación, que se pueden sub-clasificar en físicos, empíricos e híbridos. Como ejemplo, dos de los enfoques altamente explorados durante las últimas décadas se encuentran los modelos discretos, como autómatas celulares y los modelos continuos basados en ecuaciones diferenciales. El desarrollo de estos modelos ha permitido la creación de una amplia variedad de software, pero solo algunos de estos son de código abierto. El presente proyecto de tesis propone el desarrollo de un framework de código abierto, basado en ecuaciones diferenciales, para apoyar el estudio de la propagación de incendios forestales incorporando características geográficas y meteorológicas de Chile. Dada la estructura del algoritmo, este será implementado en GPU para reducir los tiempos de simulación numérica en la generación de mapas de riesgo. Además, este trabajo presenta un método numérico eficiente para el computo del modelo de propagación de incendios y la implementación del algoritmo asociado. El algoritmo obtiene resultados satisfactorios respecto a propiedades de estabilidad, convergencia y complejidad computacional. Por otra parte, la implementación en GPU del algoritmo propuesto, supera a 3 implementaciones en CPU. Estos resultados positivos permiten concluir que el framework de código abierto es un instrumento valido para el estudio de los incendios forestales