En agosto de 2024, un equipo de investigadores y socios de la NASA se reunió en Missoula, para probar nuevas tecnologías basadas en drones para pronósticos localizados o micrometeorología. Los investigadores unieron sensores de viento a un dron, el ALTA X Quadcopter de la NASA, con el objetivo de proporcionar datos meteorológicos precisos y sostenibles para ayudar a predecir el comportamiento del fuego.
Los incendios forestales son»https://essd.copernicus.org/articles/16/3601/2024/» rel=»noopener»> Aumento del número y la gravedad En todo el mundo, incluido Estados Unidos y el viento es un factor importante. Conduce a un crecimiento inesperado e impredecible de incendios, amenazas públicas y muertes por incendios, lo que hace que la micrometeorología sea una herramienta muy efectiva para combatir el fuego.
La campaña fue dirigida por la NASA»https://cce.nasa.gov/firesense/» rel=»noopener»> Firesesen Proyecto, centrado en abordar los desafíos en la gestión de incendios forestales al poner la ciencia y la tecnología de la NASA en manos de las agencias operativas.
«Asegurarse de que las agencias operativas sean fácilmente adoptables de la nueva tecnología como el Servicio Forestal de los Estados Unidos y el Servicio Meteorológico Nacional fue otro objetivo principal de la campaña», dijo Jacquelyn Shuman, científica del Proyecto Firesense del Centro de Investigación AMES de la NASA en el Silicon Valley de California.
El equipo de Firesense eligió el dron Alta X porque el Servicio Forestal de los Estados Unidos ya tiene una flota de quadcopters y pilotos de drones entrenados, lo que podría hacer que la integración de los sensores necesarios, y la infraestructura que lo acompaña, mucho más fácil y más rentable para la agencia.
La elección de los dos sensores para la carga útil del dron también fue impulsada por su adopción.
El primero, llamado radiosonde, mide la dirección y la velocidad del viento, la humedad, la temperatura y la presión, y el Servicio Meteorológico Nacional lo utiliza diariamente. El otro sensor, un anemómetro, mide la velocidad y la dirección del viento, y se usa en estaciones meteorológicas y aeropuertos de todo el mundo.
«Los anemómetros están en todas partes, pero generalmente están estacionarios», dijo Robert McSwain, el líder del Sistema Aéreo (UAS) de Firesense (UAS), con sede en el Centro de Investigación Langley de la NASA en Hampton, Virginia. «Estamos tomando un tipo de sensor que ya se usa en todo el mundo y dándole alas».
Robert McSwain
FiresSense sin cesar el plomo del sistema aéreo (UAS)
Ambos sensores crean conjuntos de datos que ya son familiares para los meteorólogos en todo el mundo, lo que abre las posibles aplicaciones de la plataforma.
Tradicionalmente, los datos de pronóstico del clima global se recopilan uniendo una radiosonda a un globo meteorológico y liberándolo al aire. Este sistema funciona bien para pronósticos meteorológicos regionales. Pero el entorno que cambia rápidamente del incendio forestal requiere pronósticos más recurrentes y identificados para predecir con precisión el comportamiento del fuego. Es el nicho perfecto para un dron.
«Estos drones no están destinados a reemplazar los globos meteorológicos», dijo Jennifer Fowler, gerente de proyectos de Firesense en Langley. «El objetivo es crear una solución de entrega para obtener datos más frecuentes y localizados para incendios forestales, no para reemplazar todo el pronóstico del tiempo».
Jennifer Fowler
Gerente de Proyecto Firesense
Los drones se pueden poner a prueba para seguir haciendo mediciones en una ubicación precisa: un pronosticador en el sitio podría volar uno cada dos horas a medida que las condiciones cambian, y recopilar datos oportunos para ayudar a determinar cómo el clima afectará la dirección y la velocidad de un incendio.
Los equipos de bomberos en el suelo pueden necesitar esta información para tomar decisiones rápidas sobre dónde desplegar bomberos y recursos, dibujar líneas de fuego y proteger a las comunidades cercanas.
Una plataforma reutilizable, como un dron, también reduce el impacto financiero y ambiental de los vuelos de pronóstico.
«Un globo meteorológico será único, y el sensor adjunto no se recuperará», dijo Fowler. «El dron instrumentado, por otro lado, se puede volar repetidamente».
Antes de que dicha tecnología pueda ser enviada a un incendio, debe ser probada. Eso es lo que hizo el equipo de Firesense este verano.
McSwain describió las condiciones en Missoula como una «alineación de las estrellas» para la investigación: el complejo terreno de montaña produce vientos erráticos e históricamente impredecibles, y la escasez de monitorear los instrumentos en el suelo hace que el pronóstico del clima sea muy difícil. Durante la campaña de tres días, varios incendios se quemaron cerca, lo que permitió a los investigadores evaluar cómo se desempeñaron los drones en condiciones ahumadas.
Un equipo de drones de la NASA Langley realizó ocho vuelos de recolección de datos en Missoula. Antes de cada vuelo de drones, los equipos estudiantiles de la Universidad de Idaho en Moscú, Idaho, y Salish Kootenai College en Pablo, Montana, lanzaron un globo meteorológico con el mismo tipo de radiómetro.
Una vez que se crearon esos conjuntos de datos, necesitaban transformarse en un formato utilizable. Los meteorólogos están acostumbrados a los números, pero los comandantes de incidentes en un incendio activo necesitan ver los datos en una forma que les permita comprender rápidamente qué condiciones están cambiando y cómo. Ahí es donde entran los socios de visualización de datos. Para la campaña de Missoula, equipos de Miter, Nvidia y ESRI se unieron a la NASA en el campo.
Las mediciones tanto del globo como de las plataformas de drones se enviaron inmediatamente a los equipos de datos en el sitio. El equipo de Miter, junto con Nvidia, probó modelos meteorológicos de inteligencia artificial de alta resolución, mientras que el equipo de ESRI creó visualizaciones integrales de rutas de vuelo, temperaturas y velocidad y dirección del viento. Estas representaciones visuales de los datos hacen que las conclusiones sean más inmediatamente evidentes para los no meteorólogos.
El desarrollo de capacidades de drones para el monitoreo de incendios no comenzó en Missoula, y no terminará allí.
«Esta campaña aprovechó casi una década de investigación, desarrollo, ingeniería y pruebas», dijo McSwain. «Hemos creado una capacidad de vuelo de UAS que ahora se puede usar en toda la NASA».
Robert McSwain
FiresSense sin cesar el plomo del sistema aéreo (UAS)
La NASA Alta X y su carga útil del sensor se dirigirán a Alabama y Florida en la primavera de 2025, incorporando mejoras identificadas en Montana. Allí, el equipo realizará otra demostración tecnológica con gerentes de incendios forestales de una región diferente.
Para ver más fotos de la visita de la campaña de Firesense:»https://www.nasa.gov/gallery/firesense-missoula-deployment-photo-gallery/»> https://nasa.gov/firesense
El Proyecto Firesense está dirigido por la sede de la NASA en Washington y se encuentra dentro del programa de incendios forestales, con la oficina del proyecto con sede en la NASA AMES. El objetivo de FiresSense es hacer la transición de la ciencia de la tierra y las capacidades tecnológicas a las agencias operativas de gestión de incendios forestales, para abordar los desafíos en la gestión de incendios forestales de EE. UU. Antes, durante y después de un incendio.
