p Os pesquisadores da Kansas State University fazem parte de um grande projeto colaborativo que está usando aeronaves não tripuladas para melhorar o Plano de Gerenciamento de Fumaça de Kansas Flint Hills. p O projeto de três anos é financiado pelo Departamento de Saúde e Meio Ambiente do Kansas, ou KDHE, e envolve cientistas universitários; Cientistas da NASA; pilotos de sistemas de aeronaves não tripuladas do Campus Politécnico da Universidade Estadual do Kansas; meteorologistas; fazendeiros; e ambientalistas. Os membros da equipe de pesquisa têm experiências variadas, mas todos eles compartilham um objetivo comum:melhorar o meio ambiente e a saúde humana enquanto equilibra a subsistência de fazendeiros e agricultores.

p "Queremos que nossos dados sejam úteis para manter o fogo como uma prática ecologicamente aceitável e socialmente aceitável nas Grandes Planícies, "disse Carol Baldwin, o líder do projeto e um associado de Pesquisa e Extensão da K-State na Faculdade de Agricultura.

p A equipe está colaborando com um fazendeiro de Flint Hills para coletar dados durante queimaduras prescritas típicas de tallgrass. Os pesquisadores conectaram sensores em aeronaves não tripuladas para coletar informações sobre a qualidade do ar durante uma queima.

p As informações coletadas estão ajudando a NASA a verificar os produtos de dados de satélite e facilitando a colaboração entre a KDHE e a Agência de Proteção Ambiental para melhorar o Plano de Gerenciamento de Fumaça de Kansas Flint Hills. O plano foi implementado em 2011 e ajuda os fazendeiros a tomar decisões sobre os melhores dias para queimar sem afetar negativamente a saúde humana, particularmente nas áreas metropolitanas.

p No passado, quando as condições meteorológicas estavam certas, A queima da primavera de Flint Hills afetou a qualidade do ar em Wichita, Topeka, Kansas City e áreas metropolitanas em Nebraska e Oklahoma. A má qualidade do ar é ruim para pessoas com asma e outros problemas de saúde. O desafio é que o fogo é necessário para manter a integridade da paisagem da pradaria de tallgrass, Baldwin disse.

p "Precisamos de fogo, "disse Baldwin, que é especialista em gestão de pastagens. “Se tirarmos fogo e pastar do ecossistema, não teremos pradarias como as conhecemos. Vamos acabar com um bosque raquítico. "

p Modelos atuais de gerenciamento de fumaça, como o plano Flint Hills, usar dados de incêndios em outras partes dos EUA, não nas Grandes Planícies, Baldwin disse, e isso é um problema. O projeto liderado pela universidade quer obter dados mais precisos sobre incêndios na região das Grandes Planícies, trabalhando com fazendeiros reais durante uma queima típica.

p "Esperamos que os fazendeiros de Flint Hills usem essas ferramentas para planejar suas queimadas, de modo que não afetem a qualidade do ar a favor do vento em relação ao fogo, "disse Doug Watson, chefe de monitoramento e planejamento do ar no Departamento de Saúde e Meio Ambiente do Kansas. "Ao mesmo tempo, queremos educar as áreas metropolitanas sobre a importância do ecossistema Flint Hills e as razões pelas quais os fazendeiros queimam para manter esse ecossistema. "

p Usando aeronaves não tripuladas

p Para testar uma queimadura prescrita, os pesquisadores estão trabalhando com Jane Koger, um fazendeiro Matfield Green. Koger permitiu que os pesquisadores coletassem dados antes, durante e após as queimadas anuais em sua fazenda.

p Os pilotos do UAS coletam as emissões de fumaça de uma queima controlada voando três aeronaves não tripuladas na fumaça acima dos incêndios. A aeronave não tripulada usa sensores contínuos e sensores de amostra para medir partículas e produtos químicos causadores de ozônio, e eles usam imagens térmicas para medir a temperatura do fogo. Os sensores contínuos usam lasers para fazer medições e enviar dados, incluindo concentração de partículas, níveis de ozônio, temperatura e umidade. Os sensores de amostra têm um pequeno saco para coletar e trazer de volta as amostras de partículas de ar que são analisadas quanto a matéria particulada, ou PM, bem como dióxido de nitrogênio e carbono orgânico volátil, ou VOC, níveis.

p Travis Balthazor, Gerente de operações de voo UAS, está liderando a equipe de 12 pilotos UAS treinados, que inclui pesquisadores e alunos do Campus Politécnico da Kansas State University. Os alunos estão obtendo experiência do mundo real por meio do projeto, Balthazor disse.

p "Isso está fora do nosso campo normal, então este é um esforço que nos beneficia a longo prazo, "Balthazor disse." No que diz respeito a operar aeronaves e olhar para o futuro das aeronaves não tripuladas, todos querem voar além da linha de visão e querem voar mais alto. Estamos experimentando isso com este projeto. "

p Depois da queima

p Após cada queima, os pesquisadores têm um registro da biomassa da grama que foi queimada, os níveis de calor do fogo e os níveis de emissão do fogo.

p Esses dados estão ajudando a NASA a verificar imagens de satélite e estimativas de emissões conduzidas remotamente. A NASA usa imagens de dados de satélite para determinar a intensidade do incêndio e as taxas de emissão de fumaça. Para completar a validação, os pesquisadores combinam medições diretas da produção de carbono negro com dados de uma câmera térmica que mede toda a gama de temperaturas internas de um incêndio. A pesquisa também está ajudando a NASA a melhorar os modelos de dados de satélite.

p Outros colaboradores do projeto, incluindo Deon Van Der Merwe, membro adjunto do corpo docente em medicina diagnóstica e patobiologia na Faculdade de Medicina Veterinária da universidade - estão usando a aeronave não tripulada para estimar o tamanho do fogo voando sobre a grama antes de uma queima prescrita para determinar a quantidade de grama, árvores ou arbustos estão na área.

p Para o fazendeiro Koger, o projeto de pesquisa pode ajudar fazendeiros como ela a aprender como manter a pradaria de grama alta sem prejudicar seus meios de subsistência.

p "Acho que é importante entender melhor o que estamos fazendo e o que estamos colocando no ar, "Koger disse." Temos filhos e netos, e alguns deles têm asma. Afeta a todos nós. Quando temos ciência concreta - e quando K-State a compartilha - os fazendeiros ouvem. Obter alguns números e saber o que realmente estamos fazendo e divulgar isso ao público vai falar com as pessoas. "