El bombero Jason Forthofer llevaba más de una semana luchando contra el Incendio Sunrise en el sur de Montana (EE. UU.) cuando cometió el mayor error de su carrera.  Mientras trabajaba con su equipo al borde de las llamas, cavando cortafuegos y generando quemas controladas en medio del sofocante calor, escuchó que alguien mencionaba una cabaña cercana que podía necesitar protección. 

Curioso y ansioso por ayudar, una mañana Forthofer y su colega Kevin Beck se pusieron las mochilas y se abrieron camino por un viejo sendero minero que conducía hacia un bosque cercano. Forthofer iba a pie y Beck en quad. Empezaron a atravesar los matorrales, mientras las ramas se enganchaban en el pesado material de sus chaquetas ignífugas.  El meteorólogo que trabajaba con el equipo llevaba varios días advirtiendo sobre posibles tormentas eléctricas, algo típico en los veranos de la región, pero ninguna se había materializado. Puede que hubiera algunas nubes, pero Forthofer no las veía. 

Cuando encontraron la cabaña, que no era más que una choza minera destartalada y remendada con chatarra, se dieron cuenta de que estaba aproximadamente a unos ocho kilómetros de la carretera. Aunque en ese momento no había nadie, la revisaron porque parecía que alguien había estado allí recientemente. Entonces, Forthofer escuchó un sonido que le encogió el estómago: el profundo ruido de un trueno. Las copas de los árboles cercanos empezaron a moverse. 

Beck saltó sobre su quad y Forthofer echó a correr detrás de él hacia la carretera tan rápido como pudieron. Habían asumido un riesgo estúpido al no hacer caso a los pronósticos, y lo sabían. La tormenta que se aproximaba podía provocar vientos fácilmente, los cuales dirigirían el descontrolado fuego hacia ellos a una velocidad terrible. 

El pánico de Forthofer crecía a medida que aumentaban los vientos. Avanzaban a 50 kilómetros por hora. Luego 65 kilómetros por hora. Cuando estaban cerca de la carretera, echó a correr, sabiendo que las llamas podían alcanzarlo en cualquier momento. Sudados, exhaustos y aterrorizados por lo que pudo haber pasado, Forthofer y Beck regresaron. Estaban a salvo. Pero había una idea que Forthofer no podía sacarse de la cabeza: Podía haber muerto allí mismo. Así es como mueren los bomberos. 

Foto: Jason Forthofer en el techo del Laboratorio de Ciencias del Fuego de Missoula. Créditos: Kristine Paulsen

Sunrise fue solo uno de los 21 incendios que devastaron Montana durante el verano de 2017. Cuando el fuego estaba casi totalmente controlado, Forthofer se sentó en su escritorio unas semanas más tarde y pensó en su experiencia desde una perspectiva diferente. Cuando no lucha directamente contra los incendios, se dedica a estudiarlos junto a un grupo de analistas, biólogos, programadores informáticos e ingenieros en el Laboratorio de Ciencias del Fuego (Fire Lab). 

Su doble trabajo, en la primera línea del fuego y como investigador, representa un ejemplo de la singularidad de este laboratorio en la lucha contra los incendios forestales en Estados Unidos.  El ecologista y colega de Forthofer Matt Jolly explica:  "Ese contexto [su trabajo] es crítico, aunque no muchos científicos lo entienden. Ellos escriben sobre los incendios forestales, sobre el fuego en las copas [de los árboles]. ¡Pero nunca han visto uno!"

El Laboratorio de Ciencias del Fuego es más conocido por los programas informáticos que desarrolla para pronosticar el comportamiento de los incendios forestales. En 1972, el investigador Dick Rothermel utilizó una serie de experimentos simples para crear uno de los primeros modelos matemáticos capaces de predecir cómo se propagaría un incendio. Quemando material inflamable en un túnel de viento, Rothermel controlaba factores como la velocidad del viento y luego observaba los fuegos a medida que crecían. Puso los resultados en un gráfico y usó los datos para crear un conjunto de ecuaciones que podían aplicarse a cualquier incendio forestal. Y así, de repente, los analistas pudieron empezar a predecir cómo se propagaría un incendio. Gracias a esos resultados, la manera en la que los expertos pensaban e interactuaban con el fuego cambió radicalmente.

Foto: Matt Jolly observa cómo arde un fuego en el laboratorio. Créditos: Kristine Paulsen

Hoy en día, el modelo Rothermel representa la columna vertebral de casi todos los programas informáticos utilizados para analizar el comportamiento de los incendios forestales en EE. UU. Pero aunque su trabajo resultó pionero en aquel momento, el investigador no tuvo en cuenta muchos de los factores que influyen en el diferente comportamiento de los incendios en el mundo real. Por ejemplo, dio por sentado que las agujas de pino de capas bajas arderían igual que las que se amontonan en las copas. Forthofer explica que los modelos como el de Rothermel "solo son válidos para el conjunto de datos y experimentos que se realizaron". "Fuera de ese conjunto, nadie sabe qué pasaría", añade.

Para compensar estas carencias, los analistas del comportamiento del fuego han estado realizado una serie casi infinita de ajustes y datos sobre el modelo de Rothermel para hacer predicciones más precisas sobre cómo progresaría un incendio en particular en el transcurso de horas o días. Incorporan datos que describen desde la pendiente hasta la vegetación, las características del follaje y los factores climáticos. Se trata de una hazaña que mezcla la tecnología y el ingenio, en un intento de predecir un fenómeno que lleva siglos siendo misterioso y desconocido.

Pero tras décadas de sequía y aumento de las temperaturas, los monstruosos incendios que hemos vivido recientemente, como los de California (EE. UU.) en 2018 y los de Australia a principios de 2020, han puesto de relieve las debilidades de este sistema. El modelo de Rothermel no puede lidiar con cada detalle del medio ambiente, desde la cantidad de árboles muertos que ahora se encuentran en los bosques hasta las fluctuantes velocidades del viento.

Foto: Un retrato del pionero de la investigación de incendios forestales, Harry T. Gisborne, saluda a los visitantes cuando entran al laboratorio. Créditos: Kristine Paulsen

"Las herramientas no siempre aciertan. Casi nunca aciertan, jamás por completo", explica Forthofer. Y cuando se equivocan, las consecuencias pueden ser terribles: pérdidas económicas, inmobiliarias y, lo peor de todo, humanas. Así que, en un contexto en el que los incendios parecen más graves cada año que pasa, el Fire Lab intenta construir un nuevo modelo por primera vez en medio siglo. Hay mucho por hacer.

Una tarde de julio de 2019, Forthofer me enseñó el laboratorio, acompañado por su jefe, Mark Finney. La lucha contra los incendios es algo con lo que Forthofer convive de cerca: su hermano y su esposa fueron bomberos, y muchos de sus amigos todavía lo son. Él tiene la buena condición física de alguien que camina con regularidad mientras carga 45 kilos de peso. Finney, en cambio, es fibroso y huesudo, canoso y propenso a expresarse con frases cortas. 

El vestíbulo del edificio está lleno de toques idiosincrásicos. Una cabra montesa disecada preside la entrada ("Por favor, no toque la cabra", dice un letrero cercano). Una colcha de retales fabricada en 2010 e inspirada en los incendios forestales conmemora el 50 aniversario del laboratorio. 

Afuera, las nubes atraviesan las llanuras, pero nadie las nota dentro del enorme espacio sin ventanas del laboratorio de pruebas, cuyas imponentes paredes internas están hechas de metal corrugado. Nos detenemos frente a una enorme mesa de trabajo llena de arena que, según Forthofer y Finney, es básicamente un quemador gigante. Señalan los chorros de propano que hay debajo, con los que controlan con precisión la intensidad de las llamas y de los que pueden medidas exactas mientras se mantienen. 

El laboratorio ha apodado la mesa "Big Sandy (Gran Arenal)", me cuenta Finney. Uno de los experimentos característicos de Big Sandy consiste en medir la longitud de la llama, la temperatura y la presión en un incendio que empieza en línea recta. Filas de púas de cartón cortadas con láser se queman una a una en un movimiento casi líquido a medida que una línea de llamas de hasta 2,5 metros de altura se extiende a través de ellas, formando una ola de altibajos. 

Los datos ofrecidos por Big Sandy han demostrado que estas formas son causadas por el aire frío que empuja las llamas de manera intermitente hacia su lecho de combustible, lo que impulsa el proceso de combustión. Un vídeo con un análisis de "localización de flujo" añade unas finas líneas verdes que ayudan a seguir ese movimiento. Muestra cómo este aire frío gira en una serie de pequeños remolinos, o torbellinos, cuando los gases frente a las llamas suben y bajan a medida que se calientan y enfrían.  Sin ese movimiento, las llamas no avanzarían, explica Finney; simplemente flotarían sobre su combustible y con el tiempo se apagarían. 

En una oficina al final del pasillo de Big Sandy, el analista del fuego Chuck McHugh me enseña algunos de sus trabajos. Los modelos de incendios forestales anteriores parecen marañas de garabatos rojos y manchas de colores superpuestas en los mapas. De hecho, explica, las líneas rojas documentan los posibles caminos que podía tomar el fuego; las formas coloridas indican la cantidad de horas que el fuego puede tardar en extenderse a esa área. En algunos de los mapas, estos círculos están llenos de focos redondos, "encendidos", donde el software supuso que las chispas podían saltar del incendio principal. Todo se asemeja a un moho del fango, orgánico y vivo, que, en cierto modo, lo es.

Foto: La cabra montesa Sparky vigila la entrada al laboratorio. Créditos: Kristine Paulsen

Foto: Harry T. Gisborne dirigió la Estación de Investigación de las Montañas Rocosas, la organización matriz del Laboratorio del Fuego, hasta su muerte en 1949. Créditos: Kristine Paulsen

Foto: Trofeos del equipo local de béisbol Missoula Osprey adornan la recepción del Missoula Fire Lab. Créditos: Kristine Paulsen

Foto: Una colcha hecha por los empleados del Fire Lab y sus cónyuges adorna la pared en el vestíbulo del laboratorio. Cada pieza presenta una parte diferente de la ciencia del fuego. Créditos: Kristine Paulsen

En todo el laboratorio, este equipo trata de comprender y predecir mejor el comportamiento del fuego. En la planta alta se encuentran los túneles de viento, donde Forthofer y sus colegas estudian cómo las diferentes velocidades del aire afectan al fuego. Hay un aparato alto de metal negro cuya base curva genera el flujo de aire necesario para crear (y estudiar) los tornados de fuego de tres metros. Acabamos nuestro recorrido en un cuarto lleno de artilugios de espuma y metal que sirven para medir cómo se mueve el calor a través del aire para encender un nuevo material que aviva el fuego cuando empieza un incendio. Me explican que es posible crear una temperatura y humedad del aire específicas o abrir para ventilar en caso de emergencia. Finney asegura que toda esta complejidad demuestra que el trabajo de Rothermel se ha quedado corto, y añade: "El hecho de que tengamos un modelo no significa que lo entendamos".

Foto: Mark Finney frente a "Little Bertha", un equipo que permite a los científicos probar cómo se mueve el fuego hacia arriba. Créditos: Kristine Paulsen

En un incendio forestal se dan muchos procesos a pequeña escala como los torbellinos de Big Sandy. Cada investigación que llevan a cabo es un intento de estudiar una pequeña parte del panorama general. Esto es algo especialmente importante con algunos elementos como el viento, que afecta el comportamiento del fuego y también se ve afectado por el fuego. Finney argumenta que el modelo de Rothermel no abordó los bucles de reacciones y los comportamientos extraños en un sistema tan complejo. 

Foto: Chuck McHugh analiza la actividad del fuego y la probabilidad de su propagación. Sus cálculos determinan si es necesario tomar medidas, o no hace falta iniciar ninguna acción en absoluto. Créditos: Kristine Paulsen

Por eso busca algo nuevo: una teoría completa capaz de explicar el comportamiento del fuego, y no solo predecirlo. 

Para buscar una teoría global de los incendios el Laboratorio del Fuego debe trabajar en varias áreas, desde la dinámica de fluidos y la transferencia de calor por convección hasta el "tiempo de repercusión", el período en el que una partícula que aviva el fuego (como una aguja de pino) seguirá liberando energía después de haberse prendido. Al combinar todos estos modelos más pequeños, y Finney esperan crear uno más grande capaz de explicar esos fenómenos en la naturaleza. 

Forthofer detalla: "Los mismos procesos físicos que provocan la propagación de un fuego gigante en copas de árboles con llamas 60 metros también están presentes en un pequeño incendio con una llama de 30 centímetros que se extiende en nuestro túnel". 

Foto: El escritorio de Finney está dedicado al fuego en todas sus formas. Créditos: Kristine Paulsen

Finney compara su trabajo de ingeniería inversa con el de adivinar una receta a partir de sus ingredientes. Sus colegas y él ya han reunido los ingredientes básicos: radiación, convección, combustible, calor y oxígeno. "Faltan las cantidades de cada uno y el orden o instrucciones de preparación", sostiene. 

Aunque el trabajo de Rothermel ha tenido un enorme impacto, no es el único. A principios de la década de 2000, Canadá desarrolló su propio sistema, Prometheus. Además, los científicos australianos tienen sus propios programas informáticos, que han adaptado a las peculiaridades del incendio forestal de Outback. Sin embargo, el modelo Rothermel sigue siendo el estándar. El subdirector de la Organización Nacional de Bomberos del estado australiano de Victoria, Alen Slijepcevic, está siguiendo el trabajo del Laboratorio del Fuego con interés. "Sin duda, tendrá una implicación global", afirma.

Foto: Dentro de la cámara de acondicionamiento del Laboratorio del Fuego, que controla la temperatura y humedad, donde se utilizan aparatos fabricados con precisión para las quemas. Créditos: Kristine Paulsen

En otras partes del mundo, algunas instituciones han recurrido a un enfoque diferente, conocido como dinámica de fluidos computacional (CFD, por sus siglas en inglés), que modela cómo se mueven los fluidos y los gases. La técnica divide un área en una red de pequeñas unidades y calcula cómo cada pieza podría interactuar con las demás. Los resultados pueden imitar el real comportamiento del fuego con mayor precisión. 

El problema consiste en que esta técnica requiere mucha más potencia informática que cualquier programa basado en el sistema de Rothermel. Ejecutar un solo modelo de CFD puede llevar días: el Servicio Meteorológico Nacional de EE. UU. debe usar superordenadores para ejecutar modelos de CFD capaces de predecir las condiciones climáticas más rápido que en tiempo real. Esto hace que sea poco probable que esta tecnología se popularice como enfoque principal para predecir el comportamiento de los incendios forestales a corto plazo. Cuando surge un incendio, los principales analistas suelen valorar centenares de simulaciones mientras trabajan en ubicaciones remotas donde la infraestructura falla y las conexiones a internet no son muy buenas. Necesitan programas que puedan ejecutarse en un ordenador portátil estándar y rápido. Al fin y al cabo, como explica el matemático del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE.UU. Kevin McGrattan: "No sirve de nada decirle a alguien que el huracán llega a Nueva Orleans (EE.UU.) la semana pasada". 

Forthofer, Finney y sus colegas esperan que el modelo que están creando esté en un punto medio: suficientemente inteligente para hacer mejores predicciones, con elementos similares a CFD capaces de explicar los factores como la turbulencia del viento, pero suficientemente simple para poder ejecutarse in situ.

McGrattan valora el potencial de un modelo híbrido, aunque lanza un aviso importante: el primer paso debe ser formar a más personas para sepan usar los programas existentes. En una reunión reciente, los representantes del Servicio Forestal le dijeron que los modelos basados en Rothermel se utilizaban principalmente para las quemas controladas previamente planificadas. "Cuando empieza un incendio en algún lugar simplemente no hay tiempo para que una persona con ese tipo de experiencia ejecute el modelo", le explicaron. 

La necesidad de actualizar los modelos de incendios forestales parece más apremiante que nunca. En los últimos años, los incendios forestales grandes y feroces se han vuelto cada vez más comunes en todo el mundo.  En Estados Unidos, el número de acres quemados anualmente por incendios forestales ha aumentado un 500 % desde la década de 1970. Solo en esta década, cientos de personas han muerto y miles de hogares han sido destruidos. 

Foto: Un equipo llamado "The Hibachi" permite a los científicos probar cómo se calientan diferentes especímenes. Créditos: Kristine Paulsen

Pero reducir la brecha entre el modelo y la realidad es solo el primer paso para abordar estas catástrofes. Los bomberos tienden a confiar menos en la tecnología y más en lo que han visto y vivido, especialmente cuando su vida está en juego. Aprenden a confiar en su intuición, igual que Forthofer cuando no hizo caso a las advertencias de las tormentas eléctricas en el Sunrise Fire. El bombero afirma: "Estás obligado a tomar decisiones en situaciones en las que no tienes toda la información ni puedes estar seguro de cuán fiable es lo que sí sabes".

Pero como señala su colega Matt Jolly, cuando las condiciones son tan extremas que nadie las ha visto antes, las consecuencias pueden ser terribles. Cuando falla la experiencia, las herramientas se vuelven cada vez más valiosas y, a medida que cambia el clima, la experiencia seguirá fallando cada vez más.

En el mundo de la lucha contra los incendios, en 2013 tuvo lugar un incidente en Yarnell Hill (EE. UU.) que ha pasado a la historia como el peor ejemplo. En junio de aquel año, 19 bomberos murieron cuando los vientos cambiaron drásticamente antes de una tormenta que había sido prevista por el Servicio Meteorológico Nacional de EE.UU. Acabaron atrapados, convirtiendo a Yarnell Hill en el incendio forestal más mortífero para los bomberos desde 1933. "Da escalofríos. Es algo que no debería ocurrir", asegura Forthofer, señalando las similitudes con su propia experiencia.

Esa es precisamente la razón por la que Jolly y Forthofer destacan la necesidad del entrenamiento y la educación, compartiendo nuevas herramientas con los bomberos de "adopción temprana" que los defenderán ante los demás. Su habilidad para cambiar de código entre el lenguaje de la investigación académica y la jerga de los mejores batallones resultará muy útil. 

Jolly pasa gran parte de su tiempo reunido con los jefes de los incendios y comandantes de incidentes, en talleres para los analistas del comportamiento de los incendios y participando en otras actividades de formación profesional. Sus preguntas por excelencia son: "¿Qué hace falta? ¿Qué mejoraría esta herramienta?"

Vídeo: Este vídeo de una rama encendida se ha acelerado 18 veces. Crédito: Cortesía del Laboratorio de Ciencias del Fuego de Missoula.

En su oficina en el Laboratorio del Fuego, empapelada con proyectos de arte de su hija y llena del material de su efímera vida al aire libre, Jolly pone la presentación de PowerPoint que suele usar para mostrar las ofertas del laboratorio. Su cabello canoso le cae sobre la frente mientras se frota los ojos repetidamente. Se parece un poco a una estrella de rock de avanzada edad a la mañana siguiente de una noche movida. (No lo es).

Me muestra un mapa multicolor basado en un sistema de clasificación de riesgos de incendio que él ayudó a desarrollar. Las áreas verdes representan las condiciones climáticas normales, mientras que las rojas representan el calor extremo, viento o sequedad a un nivel visto en solo el 3 % de los días en la historia registrada. Creó esta herramienta para ayudar a prevenir el tipo de tragedia que sucedió en Yarnell Hill. Dos tercios de todas las muertes de bomberos forestales ocurren cuando el potencial de incendios extremos es más alto.

Hojea varios de estos mapas, señalando las manchas rojas que representan las condiciones previas un incendio de hierba en Oklahoma (EE.UU.) que se extendió a decenas de miles de hectáreas en solo un día. Otras manchas rojas representan áreas en Napa y Sonoma (ambas en EE.UU.), en el momento de los incendios que arrasaron este territorio vinícola en 2016. Y ese pequeño punto rojo al lado de Los Ángeles (EE.UU.) marca el incendio forestal de Thomas Fire, el primero en el que los bomberos tuvieron que actuar el día de Navidad. 

Foto: A medida que el combustible arde en Little Bertha, muestra la formación de ola que tienen las llamas. Créditos: Kristine Paulsen

"¿Así que estos mapas se pudieron crear utilizando los datos disponibles de aquel día?", pregunto. Él mueve la cabeza. Los mapas en sí estaban disponibles para el uso de los bomberos y analistas en esos días, tanto antes de llegar al lugar como mientras estaban allí, me explica, y mientras se muerde el labio añade: "Así que la idea de que no lo vimos venir o que nos tomó por sorpresa... Deberíamos mejorar eso". Una comprensión más profunda del fuego, o un nuevo modelo, son logros que no tienen sentido sin una adopción generalizada, subraya. "Si no cambia el comportamiento, serán inútiles", lamenta.

Fotos: Chispas salen de "la chimenea", que imita el fuego en la naturaleza. Créditos: Kristine Paulsen

Al llegar al final del pasillo, Forthofer imagina una transformación cultural de la extinción de los incendios. Enseñar un modelo actualizado, una nueva teoría que realmente explica por qué y cómo se comporta de ciertas maneras, podría provocar ese cambio. Podría ofrecer a sus colegas una nueva forma de entender lo que ven. Con suficiente esfuerzo, podría evitar los riesgos como el que tuvo en Sunset Fire, podría proteger los hogares de las personas y, lo más importante, podría salvar vidas. 

No obstante, entre ese día y hoy seguirán avanzando las distintas temporadas de incendios. Mientras tanto, Forthofer pasará sus veranos luchando contra el fuego y sus inviernos midiéndolo en el laboratorio con Finney. McHugh y sus colegas analistas seguirán acercando a sus modelos hacia la realidad, y Jolly seguirá viajando por el país para hablar con los responsables, los comandantes de brigadas y los gerentes de las empresas de servicios públicos.

Y los incendios seguirán ocurriendo.

*Alissa Greenberg es una periodista independiente especializada la intersección entre la cultura, la ciencia, los negocios y los asuntos internacionales.