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Área quemada y severidad del incendio Penco–Lirquén con Sentinel-2

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Resumen

El 17 de enero de 2026 comenzó un incendio forestal en la comuna de Penco (Región del Biobío) que avanzó sobre plantaciones, matorral y zonas urbanas de Penco y Lirquén. El proyecto estima la superficie quemada y su severidad con datos abiertos y sin descargar archivos: escenas Sentinel-2 L2A consultadas por STAC, límites de Overture Maps, cobertura ESA WorldCover y focos de calor NASA FIRMS. El notebook está escrito como material didáctico: cada paso explica el objetivo, el concepto, la decisión tomada y cómo leer el resultado.

Aspecto Detalle
Fuente Sentinel-2 L2A (Earth Search, STAC), 14 escenas previas y 17 posteriores al incendio
Área de análisis Comuna de Penco y buffer de 5 km (EPSG:32718)
Índices NBR, dNBR corregido por offset, RdNBR y RBR
Clasificación Umbral de Otsu y severidad según Key y Benson (2006)
Validación Focos de calor VIIRS (NASA FIRMS)
Herramientas Python con pystac-client, odc-stac, xarray, rioxarray, Dask, DuckDB, GeoPandas y scikit-image

Hallazgo principal

En la comuna de Penco se quemaron 5 392 ha, el 56,5 % de la vegetación analizada, y 12 131 ha si se incluye el buffer de 5 km. Cerca del 90 % del área quemada de la comuna tuvo severidad moderada-alta o alta. El 96,6 % de los focos VIIRS cae dentro del perímetro mapeado.

dNBR corregido y severidad del incendio en Penco

Objetivos

  1. Estimar cuánta superficie se quemó y dónde.
  2. Clasificar con qué severidad se quemó.
  3. Elegir el umbral quemado/no quemado de forma objetiva y medir cuánto condiciona el resultado.
  4. Validar el perímetro con una fuente independiente.
  5. Dejar el análisis reproducible: IDs de escenas, parámetros y productos en formatos abiertos.

Flujo de trabajo

  1. Área de interés. Polígono de Penco desde Overture Maps (DuckDB sobre GeoParquet en S3, release fijada) y buffer de 5 km en UTM.
  2. Búsqueda de escenas. Catálogo STAC con ventanas de un mes antes y después del incendio, para tener varias observaciones despejadas por píxel.
  3. Máscara de nubes por píxel. Con la banda SCL, escena por escena, en vez de descartar escenas completas.
  4. Índices y compuestos. NBR, NBR2 y NDVI por fecha y luego mediana, de modo que cada valor viene de una observación real.
  5. Máscara de vegetación. WorldCover, NDVI previo y exclusión de cosechas anteriores al fuego.
  6. dNBR corregido. Se resta el offset estacional estimado en píxeles claramente no quemados y se contrasta con un verano de referencia sin incendio.
  7. Umbral y perímetro. Otsu, unidad mínima de mapeo de 0,5 ha y tabla de sensibilidad.
  8. Severidad y validación. Clases Key y Benson, y comparación con focos VIIRS.
  9. Exportación. COG, GeoPackage, CSV y metadatos.json.

Composición en falso color antes y después del incendio

Resultados

Clase de severidad Hectáreas (comuna) % de la vegetación analizada
No quemado 4 162 43,6
Baja 7 0,1
Moderada-baja 529 5,5
Moderada-alta 1 798 18,8
Alta 3 044 31,9
Umbral de dNBR Área quemada en la comuna (ha)
0,10 (Key y Benson, baja) 6 607
0,20 6 072
0,27 (Key y Benson, moderada-baja) 5 779
0,36 (Otsu, usado) 5 345

Perímetro mapeado y focos de calor VIIRS

Decisiones técnicas

  • El carbón no se enmascara. La clase SCL «área oscura» pasó de 0,09 % a 4,92 % de las observaciones tras el incendio: es superficie carbonizada, así que se mantuvo en el análisis.
  • Índice primero, mediana después. Evita combinar el NIR de una fecha con el SWIR de otra.
  • Corrección de offset. El dNBR de fondo es de centésimas (+0,02 en 2026 y −0,01 en el verano de referencia), pequeño frente a valores sobre 0,3 en el área quemada, pero documentarlo hace el resultado más defendible.
  • Otsu más tabla de sensibilidad. Otsu se adapta a este incendio, pero es conservador; el área cambia cerca de un 20 % según el umbral, por eso se reporta siempre junto con él.

Limitaciones

  • Los límites de severidad de Key y Benson no están calibrados para plantaciones de pino y eucalipto del Biobío; requieren datos de campo (CBI).
  • Los focos de calor solo detectan omisiones gruesas: no hay exactitud ni intervalo de confianza medidos con muestras de referencia.
  • Las zonas urbanas quedan fuera por diseño, así que las viviendas quemadas no se cuantifican.
  • Con resoluciones de 10 a 20 m, los bordes y parches pequeños tienen más incertidumbre.