Estimación Espacial de Alta de Resolución de las Precipitaciones (de la erosividad pluvial a la erosión, predicciones para cosechas, contaminación de suelos etc.)

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Red de Telefonía Móvil Colaje Google Imágenes

 ¿Podrían llevarse a cabo cartografías de alta resolución, con propósitos varios haciendo uso de las redes de telefonía móvil?. Al parecer sí, y además sin que los investigadores tengan que hacer uso de onerosas tecnologías.

Reproducimos hoy una nota de prensa publicada por Carlos Gómez Abajo para Tendencias 21 que se me antoja interesantísima y que lleva por título: “Las redes de telefonía móvil permiten medir las lluvias con mucha precisión”. La redacción de la noticia es lo suficientemente clara para no tener que extendernos en demasía, algo de agradecer por la mala calidad en general de la prensa en estas materias. Se han llevado a cabo estudios que constatan que las mencionadas redes son capaces de suministrar información de alta resolución espacial y temporal como para elaborar cartografías muy detalladas en las que se aporte información sobre la cantidad de la precipitación, pero también de su intensidad, tamaño de gotas, erosividad, monitorización de las crecidas e inundaciones,  y otros aspectos de gran utilidad, en nuestro caso muy útiles para temas agrícolas, erosión de suelos, contaminación, etc. Todo ello podéis leerlo debajo en la propia noticia de Tendencias21. Y el tema resulta ser sumamente importante por cuanto las mencionadas variables resultan ser de vital importancia para la gestión y manejo del suelo. La telefonía móvil ha generado la implantación de redes muy densas que seguirán creciendo en el futuro, dando lugar a una profusa malla que suele superar a la de las clásicas estaciones meteorológicas a ras del suelo, incluso en países como Suiza. Más aun, la instalación y mantenimiento de las mencionadas redes de telefonía resulta “al parecer” mucho más  económica que las meteorológicas, mientras que las satelitales, al menos actualmente, padecen de un menor poder de resolución. Tal hecho implica que llegando a acuerdo con las compañías implicadas, los expertos podrán acceder a datos de enorme calidad. Reitero que no repetiré lo que encuentra, “en mi modesta opinión”, muy bien explicado, gracias a la buena labor de Carlos Gómez Abajo. Permitirme que os exponga un ejemplo que me hizo cavilar sobre este asunto hará ya unos 35 años, cuando era casi imberbe.

Por aquél entonces investigaba los paisajes de suelos y vegetación en las estribaciones del Macizo de Ayllón, (a menos de 100 km de la ciudad de Madrid, España) y más concretamente en un embalse denominado “EL Vado”. Diversas laderas vertientes que alimentaban la cuenca del el Río Jarama, en donde se localizaba el mentado reservorio de agua, se encontraban repletas de cárcavas de grandes dimensiones sobre materiales no consolidados del Mioceno. Las pequeñas represas de gaviones que los jalonaban, con vistas a retener la producción de sedimentos, y evitar así la temprana colmatación del embalse habían sido ya  desbordadas de aquellos en menos de 20 años, tras la construcción del embalse. Había recorrido la zona en numerosas ocasiones, conociendo bien las cárcavas con laderas más abruptas y, como corolario, pensaba que se trataba de las más susceptibles de sufrir deslizamientos de tierras en sentido amplio. Pues bien, durante aquellos años, varios eventos pluviales de alta intensidad acaecieron en la zona. Sorprendentemente varias de las tormentas más intensas y potencialmente erosivas no afectaron a los enclaves que albergaban las cárcavas que, con anterioridad, se me antojaban más vulnerables de padecer el mencionado tipo de erosión. ¡Desconcertante!. No fue infrecuente observar que pendientes suaves y ya en parte revegetadas volvían a ser presa de deslizamientos, al contrario que otras muy próximas, con la misma estratigrafía y composición sedimentaria, pero desnudas y de márgenes con pendientes elevadísimas.  De todo aquello inferí que un mapa de riesgos podía predecir eventos hasta cierto punto. Este tipo de tormentas y lluvias torrenciales de gran intensidad tienen una gran variabilidad en distancias muy cortas, por lo que en cierta medida la intensidad pluvial variaba y generaba deslizamientos, posiblemente, por finos patrones espaciales pluviales, quizás por azar, tal vez por algún tipo de interacción con la topografía aún por descubrir. Pues bien, la táctica que delata la noticia podría ser de suma utilidad con vistas a resolver este tipo de incertidumbres ¿azar o patrones espaciales desconocidos?. Obviamente se trata de un mero ejemplo, ya que en la nota de prensa se detallan otros muchos.

¿Podrían llevarse a cabo cartografías de alta resolución, con propósitos varios haciendo uso de las redes de telefonía móvil?. Al parecer parece que sí y sin que los investigadores tuvieran que implantar onerosas tecnologías.       

 Juan José Ibáñez 

Las redes de telefonía móvil permiten medir las lluvias con mucha precisión

Las redes de antenas de telefonía móvil tienen una densidad extraordinaria, especialmente en zonas urbanas, y eso las convierte en idóneas para medir las lluvias que caen en un territorio, midiendo las perturbaciones que provocan las gotas de agua en la señal. Un experimento realizado en Burkina Faso por un equipo internacional de científicos ha comprobado su eficacia.

FUENTE | Tendencias21 04/09/2014

 El seguimiento de las lluvias es esencial en muchos ámbitos: Agricultura, gestión de recursos de agua, alertas de sequía o inundaciones, etc. No obstante, las redes de observación son insuficientes. No es el caso de las antenas repetidoras para la telefonía móvil, que cubren el 90% de las zonas habitadas del mundo. Además de transmitir las señales de radio, registran las perturbaciones de la señal -en parte ocasionadas por las precipitaciones- para vigilar de la calidad de las redes.

La idea de los investigadores del consorcioRain Cell Africa, procedentes del francés Instituto de Investigación para el Desarrollo (IRD), entre otros centros, es aprovechar esta cantidad de datos para mejorar el seguimiento y la localización espacial de las lluvias. Un método del que acaban de demostrar su eficacia, con una fiabilidad del 95% en la detección de eventos lluviosos. Los trabajos, llevados a cabo en Burkina Faso, acaban de ser publicados en la revista Geophysical Research Letters.

El principio es sencillo. Se trata de aprovechar una propiedad de las lluvias que conocen bien los profesionales de la telecomunicación: las gotas de agua atenúan la señal de radio transmitida entre dos antenas. Suceden dos fenómenos; por una parte, absorben una fracción de la energía transmitida por las ondas. Por otra, difunden dichas ondas y las desvían de su trayecto inicial. De este modo, cuando llueve entre dos antenas repetidoras, la intensidad de las señales recibidas disminuye bruscamente. Esto crea una gran preocupación en las compañías de telefonía móvil, que miden y registran dichas perturbaciones de la señal hertziana con objeto de conocer permanentemente el estado de salud de su red.

Las compañías de telefonía disponen de este modo de mucha información acerca de las lluvias en sus países correspondientes, todo un filón para los estudios de seguimiento y espacialización de las precipitaciones, en particular en África.

BURKINA FASO

Gracias a una colaboración con el operador burkinés Télécel Faso, los investigadores han podido tener acceso a valiosos datos sobre la atenuación de la señal hertziana, registrados por la compañía durante el monzón de 2012. Han deducido los volúmenes de lluvia caída durante dicho periodo y los han comparado con las mediciones clásicas de radares y pluviómetros. La eficacia del método quedó demostrada, subraya la nota de prensa del IRD: se detectó el 95% de los eventos lluviosos. Se trata de la primera vez que esta técnica se evalúa cuantitativamente.

TOMAR EL RELEVO

El seguimiento de las lluvias en África es una problemática fundamental para muchas aplicaciones de investigación (modelización hidrogeológica, climática y agrícola) pero también operativas (meteorología, servicios de aguas, seguridad alimentaria, alertas inundación o sequía, etc.).

Ahora bien,las redes de observación en suelo (pluviómetros), que son caras de implantar y mantener, son insuficientes y se degradan. El seguimiento por satélite y las previsiones meteorológicas siguen teniendo un grado de incertidumbre, principalmente a escalas espaciales y temporales muy pequeñas. Las lluvias intensas atenúan las señales de los radares meteorológicos, y los terrenos montañosos generan a su vez ecos engañosos.

En cambio, el 20% de la superficie terrestre mundial dispone de una red móvil, que cubre al 90% de la población mundial. Y estas redes están en continua expansión. En las ciudades en particular, donde la densidad de las redes es alta, esta técnica permitirá ofrecer mapas de lluvias muy precisos para las zonas donde el riesgo de inundación es mayor. Solo queda un requisito: convencer a los operadores de telefonía móvil para que colaboren en esta misión de interés general, proporcionando sus datos brutos a los equipos de investigación.

Rain Cell Africa es un consorcio de científicos procedentes de distintos institutos de investigación y de universidades: la Universidad de Uagadugú y la Dirección General de Meteorología (Burkina Faso), la Universidad de Abiyán (Costa de Marfil), las universidades de Yaundé y Duala (Camerún), IRD (Francia), Wascal (África occidental), el Karlsruhe Institute of Technology (Alemania), la Universidad de Tel Aviv (Israel) y el KMNI (Real Instituto de Meteorología de los Países Bajos).

SUIZA

Un proyecto similar se desarrolló en Suiza hace unos años. Investigadores del Eawag (Instituto Federal Suizo de Ciencia y Tecnología del Agua) midieron durante dos meses las precipitaciones a partir de datos suministrados por la compañía de telecomunicaciones Orange. En concreto, proponían combinar este sistema de medida con sistemas de control inteligente para redes de alcantarillado con el fin de reducir la contaminación del agua en las zonas urbanas. Los sistemas de alcantarillado se ven desbordados con frecuencia por lluvias inesperadas: las aguas pluviales se mezclan con las aguas residuales en las tuberías, el volumen de agua es superior a la capacidad de las cuencas de retención, y la mezcla turbia se desborda en las aguas superficiales locales. De esta manera, aguas residuales diluidas pero no tratadas, con productos químicos como productos farmacéuticos, de limpieza y pesticidas, se vierten a los arroyos, ríos y lagos. A nivel anual las cantidades son relativamente pequeñas (de entre el 2 y el 5%), pero a corto plazo se producen picos de mucha contaminación.

El método aplicado por los suizos, reconocían éstos, aún debía incorporar el efecto del tamaño de las gotas de agua: Las gotas grandes dispersan y atenúan la señal de radio de forma similar a la suma de muchas gotas pequeñas, pero por lo general equivalen a menos cantidad de agua. Jörg Rieckermann y su equipo seguido investigando en este ámbito en los años posteriores.

Autor:   Carlos Gómez Abajo

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