Ingeniería Mundial
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Primer radar de nubes de lluvia

Por: Irina Juliao Rossi, Unimedios Manizales

Entre más densa es la nube, mayor será el eco reflejado por ella y capturado por el radar. foto: Andrés Almeida/Unimedios“Econube”, herramienta de vigilancia meteorológica, permitirá ubicar estas masas y determinar su distancia y densidad, con lo cual se podrán predecir las horas y zonas más lluviosas de Manizales. Su diseño es el punto de inicio para consolidar un sistema de alerta temprana en la ciudad.

En Manizales, los fuertes periodos de lluvia están relacionados con tragedias. Por ejemplo, hace 23 años en el barrio La Carolita, un desprendimiento de tierra sepultó cinco miembros de una misma familia en su propia casa; y hace cinco años en el sector de Cervantes, la ladera cedió y causó la muerte de 47 personas.

Esta ciudad es considerada un escenario propicio para los deslizamientos relacionados con las precipitaciones, que se estiman entre 1.900 y 2.000 milímetros de agua al año (sin presencia de los fenómenos El Niño y La Niña), según el Instituto de Estudios Ambientales (idea) de la Universidad Nacional de Colombia (UN) Sede Manizales. Razones suficientes para que las autoridades municipales, organismos de socorro, academia y empresas privadas mantengan la apuesta por consolidar un sistema de alerta temprana para Manizales.

Si bien es cierto que la vulnerabilidad climática permitió en 2003 crear una red meteorológica compuesta por 16 estaciones, ubicadas estratégicamente en la ciudad, es necesario el desarrollo de nuevas herramientas.

Por ello, los investigadores del Grupo de Trabajo Académico en Ingeniería Hidráulica y Ambiental del IDEA encontraron en las nubes una alternativa. A partir de la detección de su ubicación, distancia y densidad será posible determinar qué tan factibles son las precipitaciones según las horas del día.

“Econube” es un radar pluviométrico artesanal, el primero diseñado en la ciudad, conformado por un emisor que envía una ráfaga de microondas al ambiente con una frecuencia de 2.46 GHz. Si la señal choca con una nube, se refleja y regresa en forma de eco, cuyas características dependen del grado de densidad de la nube. La señal es captada por una antena receptora que transporta la información a un monitor, y con ayuda de un software Matlab (ideal para realizar cálculos de todo tipo), crean datos históricos para analizar.

“Entre más densa esté la nube, mayor será el eco reflejado por ella, especialmente si se encuentra entre uno y dos kilómetros por encima del radar. Esto permitirá comprender que existen muchas posibilidades de precipitaciones; cuando sucede lo contrario, las nubes, que están lejos y por lo general son de color blanco, no emiten ninguna señal”, sostiene el profesor Jorge Hernán Estrada del Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Computación.

Ensayos prometedores

La herramienta se probó en ocho ensayos con el radar en diferentes condiciones de nubosidad; en días despejados con total ausencia de nubes (27,961,360 datos), días parcialmente nublados con la presencia de una o varias nubes (546,681,633 datos), días  con presencia casi total de nubes (109,233,152 datos) y días densamente nublados sin lluvia (576,613,184 datos).

Las señales registradas por “Econube” fueron almacenadas en ficheros tipo wav (almacenan sonidos) con una frecuencia de muestreo de 384.000 datos por segundo. “A partir de la información se caracterizan las nubes. Esta variable climática, por su importancia y correlación futura con la red meteorológica, nos acercará al diseño de un sistema de alerta temprana con bajo costo de implementación en Manizales, a falta de otros radares equipados con más tecnología como en Medellín, Bogotá, Cali y San Andrés, capaces de procesar mayor información relativa al clima”, precisa el profesor Jorge Julián Vélez, creador de la propuesta.

Tras la puesta en macha del radar, ubicado en el campus Palogrande de la UN Sede Manizales, el análisis de los datos se realiza a través de una ecuación numérica que mide el comportamiento de la onda en relación con el eco y el número de decibeles, teniendo presente las horas del día.

“Con esta información será posible identificar que en un sector X, a cierta hora y con un tipo de nubosidad suele llover”, destaca el profesor Estrada. Cuando no hay eco, la señal sonora genera menos de 20 decibeles en un día con cielo despejado. En el caso contrario, con nubes de mayor peso y tonalidades oscuras, el eco registra menos cuatro decibeles.

Los investigadores del IDEA comprobaron que las señales recibidas son diferentes, según el estado de nubosidad en la zona de influencia del radar. Las variaciones sufridas en la amplitud y longitud de la onda de las señales son mayores a medida que aumenta la nubosidad. En días despejados con ausencia de nubes, la forma de onda no puede ser analizada, debido a que la señal enviada por el radar no es reflejada, pues bajo esta condición el receptor solo registra ruido.

Alternativa necesaria

A finales de 2015, el Departamento Nacional de Planeación (DNP) reveló, tras un estudio, que los desastres naturales (El Niño, La Niña, terremoto de Armenia, entre otros) ocurridos entre 1970 y 2010 le costaron al país 35,2 
billones de pesos.

Por ello, con el fin de generar alertas tempranas, Bogotá se ha provisto de radares, como el adquirido en 2015 por el Instituto Distrital de Gestión de Riesgos y Cambio Climático (Idiger) para medir los vientos, granizados y precipitaciones por localidades; mientras que el Sistema de Alerta de Medellín y el Valle de Aburrá (Siata) dispone de un robusto sistema, capaz de captar información climática a una distancia aproximada de 242 kilómetros.

Sin tener la misma tecnología avanzada de los otros radares instalados en el país, “Econube” surge como una alternativa ante las condiciones del suelo tipo volcánico y la topografía empinada de la capital de Caldas, o como advierten los investigadores: “es el punto de partida para el estudio de la lluvia y de las alertas tempranas”.

Edición:UN Periódico Impreso No. 200 

Fuente: Jueves 30 de junio del 2016 - http://www.unperiodico.unal.edu.co/

Las pantallas circulares que permitirán tener imágenes de 360 °

La sala Singtel, en Singapur, permite 'viajar' por una ciudad al interactuar con las imágenes.Los monitores y dispositivos electrónicos, originalmente planos y con predominio de la línea recta, ya cuentan con versiones curvas e incluso flexibles.

Uno de los próximos saltos tecnológicos llegará con los sistemas de comunicación cilíndricos, de grandes y pequeñas dimensiones quepermitirán intercomunicarse a distancia y visualizar contenidos tridimensionales generando imágenes visibles en un ángulo de 360 grados, es decir, dando un giro completo.

 

El usuario podrá disfrutar de esta ‘visión en circunferencia’ o ‘vista circular’, tanto interactuando con un dispositivo cilíndrico ‘desde fuera’, al igual que lo hace con cualquier aparato electrodoméstico o dispositivo móvil, como ‘desde dentro’ situándose en el interior de una sala cilíndrica, donde las imágenes y menús de control son proyectados sobre sus paredes curvadas.

 

Esta nueva generación de aparatos de comunicación, que ofrecerá al usuario posibilidades y experiencias desconocidas hasta ahora, la está desarrollando el Human Media Lab (HML) de la Universidad de Queen, en Kingston, Ontario (Canadá), uno de los laboratorios de diseño de medios más innovadores del mundo.

El HML ha diseñado una sala gigantesca tubular para la tienda Singtel en Singapur, donde los visitantes pueden vivir una experiencia de inmersión en algunas de las principales ciudades del planeta, cuyas imágenes son proyectadas sobre una pantalla de 14 metros de circunferencia que los rodea, cuando se sitúan en la parte central de ese recinto.

El visitante elige la ciudad que quiere visualizar pulsando sobre la superficie sensible al tacto de un globo terrestre situado dentro de la sala cilíndrica y, una vez que las imágenes panorámicas de dicha urbe se despliegan de forma envolvente sobre las paredes, puede interactuar con ellas por medio de un sistema Kinect, efectuando gestos en el aire con las manos y brazos.

El sistema Kinect, originalmente desarrollado para videojuegos, permite a los usuarios controlar e interactuar con una pantalla sin tener contacto físico con esta ni con su equipo electrónico, mediante una interfaz con sensores capaz de reconocer gestos, comandos de voz, objetos, etc.

En la periferia de la sala Singtel Experience se colocaron diez dispositivos Kinect, y el usuario puede situarse delante de cualquier zona de la ciudad visualizada y ampliarla, cambiarla de posición o hacer zoom (acercándola o alejándola) como si estuviera usando un telescopio, o incluso hacerse una selfi con dicha ciudad de fondo, haciendo gestos con sus manos y brazos.

Como hologramas

En el HML, el profesor Roel Vertegaal ha desarrollado un columna cilíndrica para videoconferencia en tres dimensiones en cuyo interior puede visualizarse a un ser humano virtual en vivo y en directo, con su tamaño natural, en movimiento y desde todos los ángulos, como si realmente estuviera allí.

Este sistema denominado TeleHuman es ‘de ida y vuelta’, es decir quecuando hay dos de estas columnas conectadas, los interlocutores pueden hablar como si estuvieran uno frente al otro, recibiendo imágenes y sonidos simultáneamente, aunque estén en distintas localizaciones geográficas, según Vertegaal.

Para obtener estas imágenes de apariencia holográfica, una serie de cámaras captan video en 3D de la persona y lo convierten en imágenes igualmente en 3D que pueden observarse desde todos los lados, por lo que un interlocutor puede caminar dando una vuelta de 360 º alrededor de la columna TeleHuman y ver a la persona con la que habla de frente, de costado y de espaldas.

EFE

 

Fuente: eltiempo.com

Drones y sensores, las ideas para evitar incendios en cerros de Bogotá

Avión solar de la Universidad Los Libertadores. Más de 25 estudiantes han colaborado en su desarrollo con investigaciones.

Trece grupos de investigación presentaron sus proyectos al concurso que lanzó en abril la Alta Consejería Distrital de las TIC y que el jueves tendrá un ganador.

Diez de ellas son de semilleros colombianos, dos de Perú y una de Nicaragua. El objetivo de estos modelos es generar alertas tempranas de incendios forestales que se puedan presentar en los cerros orientales de Bogotá, a través de sistemas de sensores móviles aéreos o de vehículos no tripulados (drones y aviones).

 

 

La propuesta ganadora tendrá la oportunidad de trabajar de la mano de las entidades distritales que se encargan de la atención de emergencias, como el Cuerpo de Bomberos e Idiger, y tendrán una cena de negocios con la empresa Advector, para desarrollar su propuesta.

 

“Lo más importante, más allá de un premio económico, es que estos investigadores están trabajando para su ciudad, ayudando a prevenir incendios como los que ocurrieron a principio de año y que obligaron a desalojar edificos en el centro”, explicó Sergio Martínez, alto consejero distrital para las TIC.

EL TIEMPO habló con algunos de los grupos investigadores, quienes explicaron en qué consisten sus propuestas.

Red de sensores detectará cambios de temperatura

El ingeniero de telecomunicaciones, Nelson Corredor, y el estudiante de esta área Manuel Lozada, de la Corporación Universitaria Unitec, proponen instalar sensores inalámbricos en puntos estratégicos de los cerros para hacer monitoreos constantes a los posibles cambios de temperatura que se puedan presentar por focos de fuego.

“Cuando un sensor identifica una de estas variaciones envía una alerta a un centro de monitoreo que se creará. Desde ese lugar saldrá un dron, que llegará al punto señalado y tomará imágenes con una cámara termográfica con la que contará”, señaló Manuel Lozada. (Además: Más de 17.000 galones de agua se han usado para apagar fuego en los cerros)

Las fotografías captadas por este vehículo no tripulado también llegarán al centro de monitoreo, a través de un computador, al que también están conectados los sensores.

De esta forma, combatirán una de las falencias que presentan los drones y es que algunos modelos solo permiten sobrevuelo de entre 15 y 40 minutos máximo, según explicó Lozada.

Investigación de punta en el bachillerato

El semillero de Robótica e Impresión 3D del colegio Instituto Técnico Central planteó un modelo de dron de cuatro motores, con sensores que permiten medir la temperatura y la humedad del ambiente.

“Estábamos trabajando en un dispositivo para medir la polución de la ciudad. Con el concurso modificamos el diseño para que el dron mida las zonas donde se concentran las temperaturas altas y así enviar la alerta a dos computadores que interpretan la información”, comentó el estudiante de décimo grado, Diego Alejandro Sánchez.

El grupo está conformado también por los estudiantes de undécimo, Ronaldo Rodríguez y Cristiam Garzón, y los docentes Víctor Hugo y Nelson León.

Vehículo híbrido para monitorear

Un avión al que a través de un software se le indicará qué ruta de monitoreo debe realizar en los cerros orientales es una de las propuestas que entregaron los investigadores William Campos, Luis Olaya, Daniel Torres y Julisa Torres.

El plus de este diseño, según indicó William, es que el avión no tripulado combinará dos tipos de energía: combustible y energía eléctrica. Además, tendrá celdas fotovoltaicas que le permitirán al vehículo aprovechar la combustión de los incendios para generar más energía.

Una vez detecte los conatos de fuego, enviará alertas a celulares y páginas web georreferenciadas.

Identifican el fuego subterráneo

El tiempo de vuelo de una dron normal es de 15 minutos, aproximadamente. Por eso, en la Corporación Unificada Nacional de Educación Superior (CUN) el semillero de investigación Horus adaptó un vehículo no tripulado con láminas solares y cámara multiespectral.

Esto le permitirá al aparato volar sobre los cerros, y no solo identificar las llamas, sino detectar lo focos subterráneos que se produjeron, según comentó el profesor Édgar Krejci, quien trabaja junto a los estudiantes Édgar Lancheros, David Padilla y Didier León.

Además, gracias a la cámara con la que cuenta el dron se podrán generar imágenes en alta definición georreferenciada.

La apuesta tecnológica desde Perú

Desde la Universidad Nacional del Callao (Perú) los estudiantes de Ingeniería Electrónica Anthony Pérez Lacherre, Jhou Cueto y Marali Huaranca trabajan en el desarrollo de un software que permitirá, a través de sensores y cámaras infrarrojas, detectar focos de fuego en los cerros orientales.

“Con esto enviará los datos a través de la nube para que un operador pueda recibir la señal de incendio con sus debidas coordenadas, lo que será autónomo y no necesitará la ayuda de una persona que lo controle. Asimismo tendrá su estación de base donde el dron se ubicará para cargar su batería”, explicó el investigador Pérez.

El grupo tiene experiencia en el desarrollo de proyectos de robótica.

Sistema de ondas de luz láser

En la Universidad Minuto de Dios, en alianza con la empresa All Security, los jóvenes Juan David Otálora, Claudia Triana y el profesor Carlos Merchán diseñaron un sistema de radar que funciona con ondas ópticas y que se le insertará a un avión no tripulado.

“El vehículo emite hacia la superficie una señal luminosa láser. Esta se devuelve y el avión la recibe con un telescopio. Luego va a un detector óptico; se vuelve una señal eléctrica y se genera una imagen que va al centro de monitoreo”, explicó Juan David, quien lidera el proyecto. (Lea también: Ascienden a 18 las hectáreas consumidas por el fuego en los cerros)

Globo para vigilar el agua

Desde Nicaragua, Brenda Abigail, Mario Alberto Arias y Juan Carlos Brenes, todos estudiantes de cuarto año de Ingeniería en Sistemas y Tecnologías de la Información, le apuestan a la creación de un globo aerostático, que se elevará con aire caliente, para vigilar cuerpos de agua.

A diferencia de las demás propuestas, en esta la motivación de los investigadores fue, además, su preocupación por el estado de las quebradas que atraviesan los cerros orientales.

“Con sensores infrarrojos el globo detectará los focos que generan incendios, pero con una cámara <QA0>
normal que combina un ‘software’ de reconocimiento de imagen, se detectarán las inundaciones de riachuelos, a través de la medición del nivel de agua”, señaló la investigadora Brenda Abigail. Para ello es necesario la instalación de marcadores en puntos estratégicos en los cuerpos de agua.

Sobrevuelo de 6 horas con avión

El modelo de un avión a gran escala, que tiene en sus alas paneles solares para alimentar las baterías del vehículo no tripulado es la apuesta de la Universidad Los Libertadores, en alianza con la Universidad de São Paulo.

“La ventaja del modelo es que vuela cerca de seis horas, que es más tiempo que un dron tradicional. Además, lo hace sobre diferentes tipos de regiones y realiza grabaciones del terreno. A través de un software determina si hay incendios o cambios de temperatura, información que va a un controlador que puede revisar esa información”, señaló

Andrés Galindo, director de Ingeniería Aeronáutica de la Universidad Los Libertadores. Además, explicó que este vehículo usa sensores infrarrojos para detectar novedades en el terreno.

Este proyecto ha recibido el apoyo de los profesores Andreas Gravenhorst, Julio Enoc y del doctor Hernán Cerón (de la Universidad de São Paulo).

MICHAEL CRUZ ROA
EL TIEMPO
Escríbanos a miccru@eltiempo. com
Twitter @Michael_CruzRoa

 

Fuente: Sabádo 25 de junio del 2016 - http://eltiempo.com/

El próximo lunes llegará la Misión Juno a Júpiter

La sonda Juno lleva cinco años de viaje camino a Júpiter.

La sonda espacial Juno está en su fase de aproximación final a Júpiter. De acuerdo con el último reporte de la Nasa, la nave se encontraba a unos 10,9 millones de kilómetros del planeta gigante. Su llegada, programada para el próximo lunes, se da tras cinco años de viaje, el cual inició el 5 de agosto del 2011, desde Cabo Cañaveral (Estados Unidos).

La misión se propone desentrañar, por primera vez en la historia, los secretos que hay debajo de la enigmática atmósfera gaseosa del planeta, que tiene más de mil kilómetros de grosor. Júpiter es 300 veces más grande que la Tierra y tarda 12 años en completar una vuelta al Sol. Sin embargo, rota tan rápido que un día solo tiene 10 horas.

 
 

Entre los principales objetivos de la misión está determinar la abundancia y la ubicación de agua en la que sería la masa sólida del planeta, lo cual aportaría luces sobre su origen. También se busca entender la estructura de Júpiter y cómo se mueven los materiales en su interior, analizando los campos magnético y gravitacional.

 

Juno, que viajará alrededor de los polos del planeta, será la nave que más se haya acercado a su atmósfera; una vez empiece a orbitarlo alcanzará una velocidad cercana a los 250.000 kilómetros por hora. Le dará la vuelta a Júpiter 37 veces durante 20 meses y capturará las imágenes más claras obtenidas hasta ahora del gigante. En febrero del 2018, la nave saldrá de órbita y se incinerará en la atmósfera del planeta.

La misión fue bautizada en honor a la diosa Juno, esposa de Júpiter, que logró ver a través de la capa de nubes que este dios puso a su alrededor para cubrir sus travesuras.

Juno, además, impondrá algunos récords: será la misión que llegue más lejos impulsada por energía solar, la primera en orbitar de polo a polo un planeta lejano, la primera en llevar protección de titanio para reducir los daños de los cinturones de radiación del planeta y la primera en volar con partes producidas en impresoras 3D.

Para seguir a la sonda

La sonda Juno tiene 3,5 metros de alto y 3,5 de diámetro, pesa 1.593 kilos y sus paneles solares tienen nueve metros de longitud por 2,65 metros de ancho (su superficie total es de 60 metros cuadrados y tiene 18.698 celdas solares).

Se puede seguir la trayectoria en vivo de la misión a través de la aplicación para computador Ojos de la Nasa, que usa datos en tiempo real para mostrar la ubicación de la sonda. Más información: eyes.jpl.nasa.gov/juno.

VIDA

Fuente:eltiempo.com

Estados Unidos emite reglas para el uso de drones con fines comerciales

El Gobierno de Estados Unidos emitió hoy unas normas para el uso de pequeños drones (aeronaves no tripuladas) con fines comerciales, educativos y científicos, entre otros, dentro de unos requisitos específicos de seguridad y operativos. Estas directrices, las primeras de alcance nacional, fueron emitidas por la Administración Federal de Aviación (FAA, en inglés) y afectarán a los drones con un peso máximo de 25 kilos.

Entre los requisitos figura el de que los propietarios de esos drones pasen un examen de conocimientos por escrito y los controles de seguridad a los que se someten los pilotos de aviones tripulados. Además, estarán prohibidos los vuelos nocturnos de drones y por encima de las personas.

 

Asimismo, las nuevas normas establecen que los drones deberán estar a una distancia de al menos 8 kilómetros de los aeropuertos y volar siempre a una altitud inferior a los 122 metros.

 

En octubre pasado, la FAA anunció la obligatoriedad de que todos los operadores de drones recreativos se registren para poder identificar a posibles infractores.

 

Empresas como Google, Amazon o DHL están actualmente en fase de pruebas para el uso de drones en la entrega de productos y la FAA mantiene conversaciones con esas compañías al respecto.

 

De acuerdo con la Casa Blanca, las estimaciones del sector sugieren que, en los próximos 10 años, los drones con fines comerciales pueden generar más de 82.000 millones de dólares para la economía de EEUU y sustentar hasta 100.000 puestos de trabajo.

 

A comienzos de 2015, el presidente de EEUU, Barack Obama, abogó por imponer regulaciones al uso comercial y recreativo de drones, una industria en expansión, después de que uno de esos aparatos se estrellara en los jardines de la Casa Blanca.

 

Poco después, la FAA divulgó su propuesta inicial sobre las normas emitidas hoy y la Casa Blanca publicó un memorando firmado por Obama para asegurar que las agencias gubernamentales que usan drones en campos como la agricultura o la seguridad fronteriza lo hagan con respeto a la privacidad y las libertades civiles.

Fuente: elmundo.es

 

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