En agosto de 2024, un equipo de investigadores y socios de la NASA se reunió en Missoula para probar una nueva tecnología basada en drones para la predicción localizada, o micrometeorología. Los investigadores acoplaron sensores de viento a un dron, el cuadricóptero Alta X de la NASA, con el objetivo de proporcionar datos meteorológicos precisos y sostenibles que ayuden a predecir el comportamiento de los incendios.
Los incendios forestales están aumentando en número y gravedad en todo el mundo, incluido Estados Unidos, y el viento es un factor importante. Provoca un crecimiento inesperado e impredecible del fuego, amenazas para la población y víctimas mortales por incendios, lo que convierte a la micrometeorología en una herramienta muy eficaz para combatir el fuego.
La campaña corrió a cargo del proyecto FireSense de la NASA, centrado en abordar los retos de la gestión de los incendios forestales poniendo la ciencia y la tecnología de la NASA en manos de los organismos operativos.
«Garantizar que la nueva tecnología sea fácilmente adoptable por organismos operativos como el Servicio Forestal de EE.UU. y el Servicio Meteorológico Nacional era otro de los objetivos principales de la campaña», explica Jacquelyn Shuman, científica del proyecto FireSense en el Centro de Investigación Ames de la NASA, en el Silicon Valley californiano.
El equipo de FireSense eligió el dron Alta X porque el Servicio Forestal de EE.UU. ya dispone de una flota de cuadricópteros y de pilotos de drones cualificados, lo que podría facilitar y hacer más rentable la integración de los sensores necesarios y la infraestructura correspondiente.
La elección de los dos sensores para la carga útil del dron también se basó en su adoptabilidad.
El primero, llamado radiosonda, mide la dirección y velocidad del viento, la humedad, la temperatura y la presión, y lo utiliza a diario el Servicio Meteorológico Nacional. El otro sensor, un anemómetro, mide la velocidad y dirección del viento y se utiliza en estaciones meteorológicas y aeropuertos de todo el mundo.
«Los anemómetros están por todas partes, pero suelen ser estacionarios», explica Robert McSwain, responsable del sistema aéreo no tripulado (UAS) FireSense, con sede en el Centro de Investigación Langley de la NASA en Hampton (Virginia). «Estamos cogiendo un tipo de sensor que ya se utiliza en todo el mundo y dándole alas».
Ambos sensores crean conjuntos de datos que ya son familiares para los meteorólogos de todo el mundo, lo que abre las aplicaciones potenciales de la plataforma.
Métodos de predicción actuales: Globos meteorológicos
Tradicionalmente, los datos de previsión meteorológica global se recogen acoplando una radiosonda a un globo meteorológico y soltándolo en el aire. Este sistema funciona bien para las previsiones meteorológicas regionales. Pero el entorno rápidamente cambiante de los incendios forestales requiere previsiones más recurrentes y precisas para predecir con exactitud el comportamiento del fuego. Es el nicho perfecto para un dron.
Los drones proporcionan control, repetición de pruebas y sostenibilidad
Los drones pueden pilotarse para realizar mediciones continuas sobre un lugar preciso -un pronosticador in situ podría volar uno cada par de horas a medida que cambian las condiciones- y recopilar datos oportunos para ayudar a determinar cómo afectará el tiempo a la dirección y velocidad de un incendio.
Los equipos de bomberos sobre el terreno pueden necesitar esta información para tomar decisiones rápidas sobre dónde desplegar a los bomberos y los recursos, trazar líneas de fuego y proteger a las comunidades cercanas.
Una plataforma reutilizable, como un dron, también reduce el impacto financiero y medioambiental de los vuelos de previsión.
«Un globo meteorológico va a ser de una sola vez, y el sensor adjunto no se recuperará», dijo Fowler. «El dron instrumentado, en cambio, puede volarse repetidamente».
La campaña de Missoula
Antes de enviar una tecnología de este tipo a un incendio, hay que probarla. Eso es lo que hizo el equipo de FireSense este verano.
McSwain describió las condiciones de Missoula como una «alineación de estrellas» para la investigación: el complejo terreno montañoso produce vientos erráticos e históricamente impredecibles, y la escasez de instrumentos de vigilancia sobre el terreno dificulta mucho la previsión meteorológica. Durante los tres días que duró la campaña, ardieron varios incendios en las inmediaciones, lo que permitió a los investigadores comprobar el comportamiento de los drones en condiciones de humo.
Un equipo de drones de la NASA en Langley realizó ocho vuelos de recogida de datos en Missoula. Antes de cada vuelo, equipos de estudiantes de la Universidad de Idaho en Moscú (Idaho) y del Salish Kootenai College en Pablo (Montana) lanzaron un globo meteorológico con el mismo tipo de radiómetro.
Una vez creados esos conjuntos de datos, había que transformarlos en un formato utilizable. Los meteorólogos están acostumbrados a las cifras, pero los responsables de los incidentes en un incendio activo necesitan ver los datos de una forma que les permita comprender rápidamente qué condiciones están cambiando y cómo. Ahí es donde entran en juego los socios de visualización de datos. Para la campaña de Missoula, equipos de MITRE, NVIDIA y Esri se unieron a la NASA sobre el terreno.
Las mediciones, tanto del globo como de las plataformas de drones, se enviaron inmediatamente a los equipos de datos sobre el terreno. El equipo de MITRE, junto con NVIDIA, probó modelos meteorológicos de inteligencia artificial de alta resolución, mientras que el equipo de Esri creó completas visualizaciones de las trayectorias de vuelo, las temperaturas y la velocidad y dirección del viento. Estas representaciones visuales de los datos hacen que las conclusiones sean más evidentes de forma inmediata para los no meteorólogos.
NASA/Febrero 14 de 2025
