Si bien algunos sueñan con el día en que los drones aéreos entreguen sus compras en línea, los científicos están usando la tecnología hoy para entregar datos que nunca antes estuvieron disponibles.
A unos 5.000 metros de altura en los Andes peruanos, los científicos están mapeando glaciares y humedales en la cordillera de la Cordillera Blanca con una precisión de 10 centímetros para medir cómo afectará el cambio climático al medio millón de residentes locales que dependen en parte de esos glaciares parasu suministro de agua
Su estrategia proporciona una plantilla para los equipos de investigación que están investigando la seguridad del agua en otras áreas del mundo con poblaciones mucho más grandes, incluidas China e India.
Aunque el estudio recién comienza, uno de los primeros hallazgos es que la Cordillera Blanca tiene un sistema de agua subterránea saludable, dijo Oliver Wigmore, un estudiante de doctorado en geografía en la Universidad Estatal de Ohio.
"En esta área, el deshielo de los glaciares proporciona hasta el 50 por ciento del agua durante la estación seca, y la gente lo usa para granjas, hidroelectricidad y para beber", explicó. "Sabemos que los glaciares están desapareciendo, por lo que habrámenos agua disponible para la estación seca en el futuro. Pero lo que descubrieron mis colegas y yo es que el sistema de agua subterránea está almacenando parte del derretimiento de los glaciares y la precipitación. Eventualmente habrá una caída significativa en el suministro de agua, pero habrápuede ser posible que el agua subterránea lo amortigüe "
Presentó los resultados en una sesión de pósters el jueves 17 de diciembre de 2015 en la reunión de la Unión Geofísica Americana en San Francisco.
Wigmore también presentó mediciones que sugieren que un glaciar clave en el Valle de Llaca de la región está cambiando rápidamente. Registró un promedio de 0,7 metros de adelgazamiento en un año con un máximo de 18 metros de pérdida en algunos lugares. Por ejemplo, un acantilado de hieloen el borde de ataque del glaciar colapsó durante un período de dos semanas a principios de 2015.
Esa es la mala noticia. Pero las buenas noticias sobre el sistema de aguas subterráneas habrían sido muy difíciles de obtener sin los vehículos aéreos no tripulados UAV especiales de gran altitud que diseñó y construyó Wigmore, y los sistemas de cámara térmica de lapso de tiempo que su colega Jeffrey McKenzieen McGill University desarrollado.
"Los UAV ofrecen algunas de las mejores tecnologías disponibles hoy en día para recopilar datos a escala para informar las decisiones locales de gestión del agua", dijo Wigmore.
Con el profesor asociado de geografía del estado de Ohio, Bryan Mark, Wigmore, McKenzie y su equipo están utilizando tecnología para superar las nubes, el terreno irregular y el aire fino que impiden el fácil acceso al hielo en la Cordillera Blanca.
Mark explicó por qué los glaciares de la Cordillera Blanca son importantes.
"Todos los glaciares son una fuente de información realmente importante sobre el clima, ya sea por la cantidad que están retrocediendo o por la historia pasada de los núcleos de hielo", dijo. "Pero en este momento, estamos muy preocupados por el recurso hídrico quecontener. En todo el mundo, los glaciares están cerca de áreas urbanas en rápida expansión y agricultura extensiva, las cuales necesitan agua ".
"Además, en Perú, los glaciares son un gran atractivo turístico internacional y nacional, y tienen un significado espiritual importante para los peruanos. La gente en Perú está muy preocupada por lo que el futuro trae", dijo McKenzie, profesor asociado de ciencias de la tierra enMcGill.
En la Cordillera Blanca, las nubes bloquean las vistas satelitales durante algunas semanas al año, y el terreno es demasiado irregular para tomar mediciones confiables de la superficie del hielo a mano. Tradicionalmente, la única opción de los científicos sería volar sobre equipos de detección remotael hielo en un avión: un esfuerzo que no solo es costoso, sino peligroso debido a los fuertes cambios de elevación de las montañas.
Los UAV del estado de Ohio tienen una resolución de 10 centímetros, funcionan a pesar de las condiciones de nubosidad frecuentes en las montañas de Perú y cuestan unos pocos miles de dólares cada uno. En contraste, los satélites proporcionan una resolución de medio metro en el mejor de los casos, funcionan solo durante los dos mesesun año cuando la región está relativamente libre de nubes y cuesta millones de dólares.
Wigmore equipó los drones grandes y livianos con motores de alta velocidad y hélices extra largas para transportarlos por el aire. Si tratara de volar uno al nivel del mar, los motores se quemarían de inmediato, explicó.
Volando a unos 100 metros sobre el hielo y los humedales, los UAV toman cientos de imágenes que se superponen, proporcionando imágenes en 3D de la misma manera que un par de ojos humanos proporcionan una percepción de profundidad.
"Es como cientos de ojos que miran desde diferentes perspectivas en todo este paisaje", dijo Wigmore. Controla parte de cada vuelo desde una computadora portátil y luego deja que el UAV vuele de manera autónoma mientras recopila datos.
En cuanto a los primeros datos, que los investigadores aún están procesando, Wigmore describió la pérdida de hielo y el colapso del frente de parto del glaciar Llaca como más dramáticos de lo que hubiera esperado.
"Este glaciar suele ser estable, pero según los lugareños el colapso ocurrió muy rápido, durante un par de semanas", dijo. "En marzo de 2015 estaba allí, y en abril de 2015 no lo estaba".
El equipo de investigación de McKenzie está utilizando cámaras infrarrojas térmicas para monitorear los glaciares en Perú a lo largo del tiempo. Estas cámaras, que esencialmente toman imágenes de la temperatura, le permiten a su equipo observar cuidadosamente qué secciones de glaciares se están derritiendo más rápido.
Caroline Aubry-Wake, una estudiante graduada en McGill, explicó.
"En el trabajo de campo de glaciología tradicional, los investigadores simplemente registraban datos en uno o dos lugares puntuales y extrapolaban estos datos a través de un glaciar completo y enorme. Con la nueva tecnología de cámara infrarroja, ahora podemos medir instantáneamente la temperatura del glaciar en todas partes,repetidamente, lo que nos está dando nuevas ideas ", dijo.
"Estas nuevas tecnologías, combinadas con el mapeo de UAV, nos permiten observar los glaciares de una manera que nunca hubiéramos creído posible incluso hace un par de años. Realmente es un momento emocionante para participar en esta investigación", McKenzieadicional.
En los últimos años, los científicos de todo el mundo han comenzado a crear UAV personalizados para propósitos de mapeo. Wigmore atribuye el auge a los nuevos avances en visión por computadora, software de código abierto y hardware de bajo costo.
Mientras que las encuestas de aviones cuestan cientos de miles de dólares y los satélites cuestan millones, puede construir un UAV por alrededor de $ 4,000.
El bajo costo es definitivamente algo bueno, agregó.
"He estrellado mi equipo muchas, muchas veces, a veces de manera catastrófica. Tomo piezas de repuesto y las reparo en el campo. Si tiene un UAV listo para usar y algo se rompe, debe enviarlo de regreso ael fabricante. Y si estás trabajando en los Andes peruanos y el fabricante está en China, no puedes hacer eso ".
Wigmore agrega sistemas de sensores integrados que mapean la tierra en luz visible, infrarrojo cercano e infrarrojo térmico. La mayoría de las cámaras cuestan alrededor de $ 400 cada una. Una cámara térmica cuesta 10 veces más, pero fue donada al proyecto por la compañía de electrónicaTecnologías DRS. Un sistema GPS diferencial, muy importante para obtener datos precisos de control de tierra, normalmente costaría decenas de miles de dólares, pero el consorcio sin fines de lucro UNAVCO proporcionó uno para la parte del estudio realizado en 2014. En 2015, Wigmore pudopedir prestado un GPS diferencial del Centro de Investigación Polar y Climática Byrd del Estado de Ohio.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Ohio . Original escrito por Pam Frost Gorder. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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