The Firehawk Project: Preventing Forest Fires in Bolivia Using Drone Technology

By Bolivia Flying Labs

Bolivia Flying Labs has successfully concluded a pioneering project in the use of drone technology for forest fire prevention, marking a significant stride towards a Bolivia without forest fires. The Firehawk Project, based in the heart of Bolivia’s ecological treasure trove, was created to utilize drones for mapping and monitoring forest areas, providing vital information to identify high-risk zones susceptible to fires. Part of WeRobotics' Turning Data Into Action program, the project was a crucial step towards preserving the precious ecosystem in the La Chiquitania region and protecting the communities that rely on it. In this blog post, we share our journey and findings, inviting you to witness the potential that drone technology offers for preserving our planet’s resources.

The First Steps

Our journey kicked off in 2022 with the Wingtra Earth Day Challenge, in which the Bolivia Flying Labs team competed. The goal of the challenge was to find impact initiatives that could use a fixed-wing drone such as the WingtraOne GEN II. We submitted our proposal and were shortlisted as one of the 10 global finalists. Following a campaign to get online votes, and with the support of the Flying Labs Network, local institutions, and influencers, we won one of the three WingtraOne GEN II drones. The drone delivery process took a few months, and in December 2022, it was in our hands.

Caravan Bolivia Sin Incendios Forestales

The next year, in June 2023, we participated in the Caravan “Bolivia Sin Incendios Forestales” (Bolivia Without Forest Fires). This initiative aimed to address challenges in the municipalities of Santa Cruz, Beni, and Pando, specifically focusing on the vulnerable Chiquitania region. The objective was to understand the challenges these communities face with forest fires and to endorse drone technology as a potential solution. Through engagement with local authorities and communities – including Grupo GAE, the Ministry of Environment and Water, the Ministry of Defense, and the Forest and Land Supervision Authority (ABT) – the Caravan promoted the conservation of the forest with the use of drone technology, heightened awareness, and initiated alliances between Bolivia Flying Labs and several government entities and stakeholders. The Caravan initiative was a striking success, impacting 11 municipalities across Santa Cruz, one of which was Roboré. Here, we performed a live demonstration of the drone flying, accompanied by the technicians of Mertind (Alain Ribera), the company that represents Wingtra in Bolivia and Wingtra’s representative for Latin America (Sergio Lara).

Live Demonstration of Wingtra Drone Technology in Roboré

Flight Missions in Roboré

Along with Fundación Trabajo Empresa (FTE), Bolivia Flying Labs initiated discussions with the municipality of Roboré. This collaboration resulted in the signing of a framework agreement, authorizing the use of our drone technology for forest fire prevention in the Chochís area. Additionally, we would offer essential training and develop cooperative partnerships to lessen the severe impact of forest fires. 

At the end of July 2023, after coordinating with Roboré Municipal Government Forest Fire Task Force and securing the legal permits for the flight with the General Direction of Civil Aviation (DGAC) and the National Service of Aerophotogrametry (SNA), we carried out the flights in El Portón and the Peniel community, covering an extensive area of around 100 hectares each. 

After the data recollection, we used Pix4Dmapper to process the geotagged images and Pix4DCloud to share and analyze the images. The Portón Images can be found in Pix4DCloud. Additionally, to show the information generated in an interactive format, we prepared an ArcGis Story Map 

After processing, we shared the results with Roboré Municipal Government Forest Fire Task Force, and we planned a meeting onsite with them to explain the data to them and get their feedback. Unfortunately, the meeting was in September 2023, one of the months with high incidences of forest fires. As such, we couldn’t present the results to a greater audience of forest firefighters and local authorities as they were busy fighting fires in other areas of Roboré municipality. 

Despite this, we had thrilling news to share. In 2023, both monitored areas remained untouched by forest fires, and the surrounding landscape also emerged unscathed during this period. This triumphant outcome echoes a resounding victory for our collective efforts in safeguarding these vital ecosystems.

How to Prevent Forest Fires: Our Process

Part of the Flying Labs Network ethos is the fervent belief in sharing acquired knowledge, a principle that stands at the core of our practices. Bolivia Flying Labs is eager to contribute to this collaborative spirit by sharing the insights we gained from the Firehawk Project. It is our sincere hope that this valuable information proves instrumental for other organizations dedicated to environmental impact, aiding them in their mission to combat the issue of forest fires and safeguard our ecosystems.

For the Firehawk Project, we followed a structured process involving a comprehensive series of steps aimed at utilizing drone technology to its fullest potential and maximizing engagement with local stakeholders. Below we outline our process.

Analyzing the area of study to see how to prevent forest fires.

1. Check information from previous years of areas that have been affected by forest fires.

• Use GIS information of burnt areas from previous years. 
• Use historical satellite imagery.

2. Prioritize areas that require a drone recognition mission.

• Factors to prioritize are: passage areas, recently changed or impact zones, proximity to population, accessibility and safety for the drone team.

3. Define the information that the drone survey should obtain: forest cover , biological mass, paths and roads that cross the area, and dryness of the vegetation.

4. Plan the drone flight(s).

• Contact national authorities and obtain drone flight permissions and aero-photogrammetry licenses. 
• Coordinate with drone Pilots, local authorities, forest guardians, fire brigades, local community leaders, and private landowners where the flight will occur.
• Check the weather and local conditions.
• Arrange transportation and logistics to get to the flight departure and landing.
• Check the drone, charge batteries, create the flight plan, and download map data before going to the site.

5. Conduct the flight(s).

• Check the drone, batteries, remote, camera, memory card, and location according to safety protocols.
• Register if any part of the planning has to change.  

6. Download the survey data.

• Make sure to distribute the information to the professionals that are going to analyze the data. 
• Make a data backup onsite and offsite (cloud).

7. Process the data.

• Do the processing with specialized software and counter-check results for consistency.
• Generate a report with information about the data collection and data processing for traceability.

8. Share the data with stakeholders.

• Explain the information to stakeholders and be sure that the information is understood.
• Help them in the decision-making process according to the expected results. 

9. Get the results of the forest fire prevention exercise.

• With the information obtained, the access points of the fire can be identified. These points should be marked on a map to help fire brigades isolate and avoid fire propagation.
• Vegetation dryness and volume should be marked on a map to understand the risk of the start of fire in the area. 

Engaging with stakeholders

Feedback from Stakeholders

The project received positive feedback from the local institutions involved:

"We would like to have the Wingtra drone and the Project to survey more areas that are at risk, year to year, of forest fires, to have more data and information about the biomass and the state of the forest." — Cap. Fernando Mendoza – Roboré Municipal Government Forest Fire Task Force Director

"With the information recovered of the two areas surveyed, we updated our maps of the area and calculated the potential risks of a new forest fire." — Iris Gallardo – Roboré Municipal Government Forest Fire Task Force Secretary

"With the Firehawk Project we used the Wingtra drone to survey the scene of a fire and identify potential hazards and evaluate prevention measures and plan possible scenarios before we need to fight the fire." — Eliezer Abner Suarez Cuellar – Roboré Park Guard and Firefighter

"The use of technology like drones gives us one more tool to help the firefighters on the ground, to see beyond the fire and plan ahead." — Ignacio Frias Moreno – Roboré Park Guard and Firefighter

What’s in the Future for the Firehawk Project

The forest fires in Bolivia are a yearly problem, with over 3 million hectares affected in 2023. This has enhanced public perception of the problem and has started many initiatives, public and private, to prevent and fight against forest fires and protect the remaining forests. 

Drone technology such as the Wingtra drone can cover a large area and focus on especially sensitive areas like entrances to valleys, agriculture expansion zones, roads near forests, river borders, and other protected or fiscal areas. 

The Chiquitania region is large and has many dangers that expose the territory to forest fires every year. A drone monitoring system in 100% of the area isn’t feasible yet, but concentrating on specific areas can help prevent fires in the larger area. Currently, we have contacted and are in conversations with some organizations to implement a periodical surveillance of risk areas. 

As we reflect on the journey undertaken, our sincere hope is that the insights and practices developed through this initiative prove to be a guiding light for organizations dedicated to environmental impact. Together, we will pave the way for a future where technology serves as a protector of our ecosystems, ensuring they thrive for generations to come.

A Big Thank You to Our Team and Partners

The dynamic team from Bolivia Flying Labs at the forefront of the Firehawk Project includes Erika López, Fernando Chávez, René Salomón, and Ronald Beltrán. Complementing their efforts were additional members from Bolivia Flying Labs, Arianne Parada, José Lizarazu, Daniel Cuéllar and Brayan Melgar (IA Dron), who played pivotal roles during the Caravan. We extend our heartfelt appreciation for their dedication to the success of this project.

We also express our sincere gratitude to WeRobotics for awarding us the TDIA Microgrant, the Flying Labs Network, Fundación Trabajo Empresa (FTE), Gobierno Autónomo Municipal de Roboré (Roboré Municipal Government), Wingtra LATAM, Mertind Bolivia, Grupo Acción Estratégica (GAE), Autoridad de Fiscalización y Control Social de Bosques y Tierras (ABT), Ministerio de Medio Ambiente y Agua (Ministry of Environment and Water), and Ministerio de Defensa (Ministry of Defense) of the Bolivian Government. Your invaluable support has been instrumental in making the Firehawk Project a reality.

Bolivia Flying Labs ha concluido con éxito un proyecto pionero en el uso de la tecnología de drones para la prevención de incendios forestales, lo que supone un avance significativo hacia una Bolivia sin incendios forestales. El Proyecto Firehawk, con sede en el corazón del tesoro ecológico de Bolivia, fue creado para utilizar drones para mapear y monitorear áreas forestales, proporcionando información vital para identificar zonas de alto riesgo susceptibles a incendios. El proyecto, que forma parte del programa Turning Data Into Action de WeRobotics, fue un paso crucial para preservar el precioso ecosistema de la región de La Chiquitania y proteger a las comunidades que dependen de él. En esta entrada del blog, compartimos nuestro viaje y nuestros hallazgos, invitándote a ser testigo del potencial que ofrece la tecnología de los drones para preservar los recursos de nuestro planeta.

Los Primeros Pasos

Nuestro viaje comenzó en 2022 con el Wingtra Earth Day Challenge en el que compitió el equipo de Bolivia Flying Labs. El objetivo del reto era encontrar iniciativas de impacto que pudieran utilizar un dron de ala fija como el WingtraOne GEN II. Presentamos nuestra propuesta y fuimos preseleccionados como uno de los 10 finalistas globales. Tras una campaña para conseguir votos en línea, y con el apoyo de Flying Labs Network, instituciones locales e influencers, ganamos uno de los tres drones WingtraOne GEN II. El proceso de entrega del dron tardó unos meses y, en diciembre de 2022, estaba en nuestras manos.

Caravana Bolivia Sin Incendios Forestales

Al año siguiente, en junio de 2023, participamos en la Caravana "Bolivia Sin Incendios Forestales". Esta iniciativa tuvo como objetivo abordar los desafíos en los municipios de Santa Cruz, El Beni y Pando, enfocándose específicamente en la vulnerable región de la Chiquitania. El objetivo era comprender los desafíos que enfrentan estas comunidades con los incendios forestales y respaldar la tecnología de drones como una posible solución. A través del compromiso con las autoridades y comunidades locales, incluido el Grupo GAE, el Ministerio de Medio Ambiente y Agua, el Ministerio de Defensa y la Autoridad de Supervisión Forestal y de Tierras (ABT), la Caravana promovió la conservación del bosque con el uso de tecnología de drones, aumentó la conciencia e inició alianzas entre Bolivia Flying Labs y varias entidades gubernamentales y partes interesadas. La iniciativa de la Caravana fue un éxito rotundo, impactando a 11 municipios de Santa Cruz, uno de los cuales fue Roboré. Aquí, realizamos una demostración en vivo del vuelo del dron, acompañados por los técnicos de Mertind (Alain Ribera), la empresa que representa a Wingtra en Bolivia y el representante de Wingtra para América Latina (Sergio Lara).

Demostración en vivo de la tecnología de drones Wingtra en Roboré

Misiones de Vuelo en Roboré

Junto con la Fundación Trabajo Empresa (FTE), Bolivia Flying Labs inició conversaciones con la municipalidad de Roboré. Esta colaboración dio como resultado la firma de un convenio marco, autorizando el uso de nuestra tecnología de drones para la prevención de incendios forestales en la zona de Chochís.  Además, ofreceríamos capacitación esencial y desarrollaríamos asociaciones de cooperación para disminuir el grave impacto de los incendios forestales. 

A fines de julio de 2023, luego de coordinar con la Fuerza de Tarea de Incendios Forestales del Gobierno Municipal de Roboré y obtener los permisos legales para el vuelo con la Dirección General de Aeronáutica Civil (DGAC) y el Servicio Nacional de Aerofotogrametría (SNA), realizamos los vuelos en El Portón y la comunidad de Peniel, cubriendo un área extensa de alrededor de 100 hectáreas cada uno. 

Después de la recopilación de datos, utilizamos Pix4Dmapper para procesar las imágenes geoetiquetadas y Pix4DCloud para compartir y analizar las imágenes. Las imágenes de Portón se pueden encontrar en Pix4DCloud. Adicionalmente, para mostrar la información generada en un formato interactivo, preparamos un Story Map de ArcGis 

Después del procesamiento, compartimos los resultados con el Grupo de Trabajo de Incendios Forestales del Gobierno Municipal de Roboré y planificamos una reunión in situ con ellos para explicarles los datos y obtener sus comentarios. Lamentablemente, la reunión fue en septiembre de 2023, uno de los meses con mayor incidencia de incendios forestales. Por lo tanto, no pudimos presentar los resultados a una mayor audiencia de bomberos forestales y autoridades locales, ya que estaban ocupados combatiendo incendios en otras áreas del municipio de Roboré. 

A pesar de esto, teníamos noticias emocionantes que compartir. En 2023, ambas áreas monitoreadas permanecieron intactas por los incendios forestales, y el paisaje circundante también salió ileso durante este período. Este resultado triunfal se hace eco de una victoria rotunda para nuestros esfuerzos colectivos en la salvaguardia de estos ecosistemas vitales.

Cómo Prevenir Incendios Forestales: Nuestro Proceso

Parte del espíritu de Flying Labs Network es la ferviente creencia en compartir el conocimiento adquirido, un principio que se encuentra en el centro de nuestras prácticas. Bolivia Flying Labs está ansioso por contribuir a este espíritu de colaboración compartiendo los conocimientos que obtuvimos del Proyecto Firehawk. Esperamos sinceramente que esta valiosa información sea fundamental para otras organizaciones dedicadas al impacto ambiental, ayudándolas en su misión de combatir el problema de los incendios forestales y salvaguardar nuestros ecosistemas.

Para el proyecto Firehawk, seguimos un proceso estructurado que incluía una serie integral de pasos destinados a utilizar la tecnología de drones en todo su potencial y maximizar el compromiso con las partes interesadas locales. A continuación, describimos nuestro proceso:

Análisis del área de estudio para ver cómo prevenir incendios forestales.

1. Consultar información de años anteriores de zonas que han sido afectadas por incendios forestales. 

• Utilice la información SIG de las zonas quemadas de años anteriores. 
• Utilice imágenes satelitales históricas.

2. Priorice las áreas que requieren una misión de reconocimiento de drones.

• Los factores a priorizar son: áreas de paso, zonas recientemente modificadas o de impacto, proximidad a la población, accesibilidad y seguridad para el equipo de drones.

3. Definir la información que debe obtener el levantamiento con drones: cobertura forestal, masa biológica, caminos y carreteras que atraviesan la zona, y sequedad de la vegetación.

4. Planifica los vuelos de los drones.

• Póngase en contacto con las autoridades nacionales y obtenga permisos de vuelo de drones y licencias de aerofotogrametría. 
• Coordine con  los pilotos de drones, las autoridades locales, los guardianes forestales, los cuerpos de bomberos, los líderes de la comunidad local y los propietarios privados dónde ocurrirá el vuelo.
• Verifique el clima y las condiciones locales.
• Organizar el transporte y la logística para llegar a la salida y aterrizaje del vuelo.
• Revise el dron, cargue las baterías, cree el plan de vuelo y descargue los datos del mapa antes de ir al sitio.

5. Realizar el/los vuelo(s).

• Verifique el dron, las baterías, el control remoto, la cámara, la tarjeta de memoria y la ubicación de acuerdo con los protocolos de seguridad.
• Registrar si alguna parte de la planificación tuvo que cambiar.  

6. Descargue los datos de la encuesta.

• Asegúrate de distribuir la información a los profesionales que van a analizar los datos. 
• Realice una copia de seguridad de los datos in situ y fuera de las instalaciones (nube).

7. Procesar los datos.

• Realice el procesamiento con un software especializado y verifique la consistencia de los resultados.
• Generar un informe con información sobre la recopilación y el procesamiento de datos para la trazabilidad.

8. Comparta los datos con las partes interesadas.

• Explique la información a las partes interesadas y asegúrese de que la información se entienda.
• Ayudarles en el proceso de toma de decisiones de acuerdo con los resultados esperados. 

9. Conoce los resultados del ejercicio de prevención de incendios forestales.

• Con la información obtenida, se pueden identificar los puntos de acceso al incendio. Estos puntos deben estar marcados en un mapa para ayudar a los bomberos a aislarse y evitar la propagación del fuego.
• La sequedad y el volumen de la vegetación deben marcarse en un mapa para comprender el riesgo de inicio de un incendio en el área. 

Interacción con las partes interesadas

Comentarios de las Partes Interesadas

El proyecto recibió comentarios positivos de las instituciones locales involucradas.

"Nos gustaría tener el dron Wingtra y el Proyecto para inspeccionar más áreas que están en riesgo, año a año, de incendios forestales, para tener más datos e información sobre la biomasa y el estado del bosque." — Cap. Fernando Mendoza – Director del Grupo de Trabajo de Incendios Forestales del Gobierno Municipal de Roboré

"Con la información recuperada de las dos áreas estudiadas, actualizamos nuestros mapas de la zona y calculamos los riesgos potenciales de un nuevo incendio forestal." — Iris Gallardo – Secretaria del Grupo de Trabajo de Incendios Forestales del Gobierno Municipal de Roboré

"Con el proyecto Firehawk utilizamos el dron Wingtra para inspeccionar la escena de un incendio e identificar peligros potenciales y evaluar las medidas de prevención y planificar posibles escenarios antes de que tengamos que combatir el fuego." — Eliezer Abner Suárez Cuéllar – Guardaparque y bombero de Roboré

"El uso de tecnología como los drones nos da una herramienta más para ayudar a los bomberos sobre el terreno, a ver más allá del fuego y planificar con anticipación." — Ignacio Frías Moreno – Guardaparque y Bombero de Roboré

¿Qué le Depara el Futuro al Proyecto Firehawk?

Los incendios forestales en Bolivia son un problema anual, con más de 3 millones de hectáreas afectadas en 2023. Esto ha mejorado la percepción pública del problema y ha puesto en marcha muchas iniciativas, públicas y privadas, para prevenir y luchar contra los incendios forestales y proteger los bosques restantes. 

La tecnología de drones, como el dron Wingtra, puede cubrir un área grande y centrarse en áreas especialmente sensibles como entradas a valles, zonas de expansión agrícola, carreteras cerca de bosques, bordes de ríos y otras áreas protegidas o fiscales. 

La región de la Chiquitania es grande y tiene muchos peligros que exponen el territorio a incendios forestales cada año. Un sistema de monitoreo de drones en el 100% del área aún no es factible, pero concentrarse en áreas específicas puede ayudar a prevenir incendios en el área más grande. Actualmente hemos contactado y estamos en conversaciones con algunas organizaciones para implementar una vigilancia periódica de las zonas de riesgo. 

Al reflexionar sobre el viaje emprendido, nuestra sincera esperanza es que las ideas y prácticas desarrolladas a través de esta iniciativa demuestren ser una luz guía para las organizaciones dedicadas al impacto ambiental. Juntos, allanaremos el camino para un futuro en el que la tecnología sirva como protector de nuestros ecosistemas, asegurando que prosperen para las generaciones venideras.

Un Gran Agradecimiento a Nuestro Equipo y Socios

El dinámico equipo de Bolivia Flying Labs al frente del Proyecto Firehawk incluye a Erika López, Fernando Chávez, René Salomón y Ronald Beltrán. Complementando sus esfuerzos estuvieron otros miembros de Bolivia Flying Labs, Arianne Parada, José Lizarazu y Daniel Cuéllar y Brayan Melgar de IA Dron quienes desempeñaron un papel fundamental durante la Caravana. Extendemos nuestro más sincero agradecimiento por su dedicación al éxito de este proyecto.

También expresamos nuestro más sincero agradecimiento a WeRobotics por otorgarnos la Microgrant TDIA, la Red Global de Flying Labs, la Fundación Trabajo Empresa (FTE), el Gobierno Autónomo Municipal de Roboré, Wingtra LATAM, Mertind Bolivia, Grupo Acción Estratégica (GAE), Autoridad de Fiscalización y Control Social de Bosques y Tierras (ABT), Ministerio de Medio Ambiente y Agua, y Ministerio de Defensa del Gobierno Boliviano. Su inestimable apoyo ha sido fundamental para hacer realidad el Proyecto Firehawk.