Hispanopedia WikiUn dron meteorológico , o vehículo aéreo no tripulado (UAV) con sensor meteorológico , [1] es una aeronave pilotada de forma remota que pesa menos de 25 kg [2] y lleva sensores que recogen datos termodinámicos y cinemáticos de la atmósfera media y baja (por ejemplo, hasta 6 km).
Los drones meteorológicos aún no se utilizan para apoyar a los Servicios Meteorológicos e Hidrológicos Nacionales (SMHN) debido a las negociaciones en curso sobre el acceso de los vehículos aéreos no tripulados al espacio aéreo y el cumplimiento de las regulaciones del espacio aéreo y el desarrollo tecnológico necesario para cumplir con los requisitos de la Organización Meteorológica Mundial . [3]
En su mayoría, los drones meteorológicos se utilizan para apoyar misiones de investigación científica y operaciones específicas de la industria. [4]
Historia
Propuestas tempranas
El primer UAV registrado para medir parámetros atmosféricos fue en 1970, cuando se utilizó una “pequeña aeronave radiocontrolada como plataforma de medición” para compartir los resultados de las mediciones meteorológicas. [5] El estudio fue financiado por el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de Cambridge y la Estación Wallops de la NASA . Los autores señalaron la necesidad de “una plataforma simple, económica, controlable y recuperable para transportar sensores e instrumentación meteorológica” y demostraron que el uso de una pequeña aeronave radiocontrolada para recopilar datos meteorológicos era factible y útil.
El segundo hito en el desarrollo de los drones meteorológicos fue el prototipo construido por un grupo de investigadores de la Universidad de Colorado , patrocinado por la Oficina de Investigación Naval de los Estados Unidos (ONR) en 1993. [6] El objetivo del dron de ala fija llamado Aerosonde era permitir la recopilación de datos meteorológicos en regiones remotas e inaccesibles del mundo. En 1995, Environmental Systems and Services (ES&S) Pty Ltd. realizó más desarrollos en Australia con la Oficina Australiana de Meteorología e Insitu Group como subcontratistas. En 1999, todas las operaciones y el desarrollo comenzaron a ser realizados por Aerosonde Ltd. , con sede en Australia . Desde 2007, Aerosonde Ltd. ha sido parte del conglomerado industrial estadounidense Textron Inc. [7] Para 2016, el Aerosonde se había convertido en una aeronave de inteligencia, vigilancia y reconocimiento (ISR) para operaciones militares y su función de recopilación de datos meteorológicos, secundaria. [8]
Desarrollo posterior
En 2009, el Consejo Nacional de Investigación de Estados Unidos publicó el informe “Observando el tiempo y el clima desde la base: una red nacional de redes”, destacando la necesidad de métodos de observación de mesoescala vertical más adecuados que las radiosondas lanzadas por globos meteorológicos –el principal sistema utilizado para recolectar datos de esa capa atmosférica. [9]
Desde entonces, los programas de investigación centrados en los drones meteorológicos han ido en aumento. [1] El Centro de Detección y Muestreo Autónomos de la Universidad de Oklahoma es el grupo más activo en este ámbito. Sus investigadores han estado desarrollando el CopterSonde y han creado el concepto 3D Mesonet , una red de estaciones desde las que se lanzan drones meteorológicos cada una o dos horas para recopilar datos de mesoescala. [10] [11]
En 2022, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos (NOAA) desplegó por primera vez un dron meteorológico, el Area-I Altius-600, en un huracán ( huracán Ian ). El dron de ala fija voló a menor altura (900 m - 1,3 km) dentro del ojo del huracán y en la pared del ojo para recopilar valores de temperatura, presión y humedad.
Los drones meteorológicos disponibles comercialmente son escasos, y la mayor parte del mercado está abastecido por la empresa suiza Meteomatics AG , [10] [12] desarrollador y fabricante de Meteodrones desde 2013. En 2020, la empresa británica Menapia entró en el mercado con MetSprite.
Tipos
Avión de ala fija
Los primeros drones meteorológicos utilizaban alas fijas, ya que permitían a los investigadores implementar avances tecnológicos del dominio de las aeronaves pilotadas y cubrir un área más grande debido a su capacidad de volar durante largas horas. [13]
Avión de ala rotatoria
Los drones meteorológicos de ala giratoria son más populares porque son más versátiles, más fáciles de operar y más adecuados para perfiles verticales que las radiosondas que se alejan. [13]
Ventajas y limitaciones
En 2019, en cooperación con el servicio meteorológico nacional francés Météo-France , la Organización Meteorológica Mundial (OMM) organizó el “Taller de la OMM sobre el uso de vehículos aéreos no tripulados (UAV) para informes meteorológicos operativos”, [3] el primer taller para debatir la aplicación de drones meteorológicos. Entre los participantes había miembros de centros meteorológicos nacionales, grupos de investigación universitarios y empresas privadas.
En los debates del taller se llegó a la conclusión de que los drones meteorológicos eran útiles para recopilar mediciones in situ de la capa límite , lo que cerraba la brecha de datos y mejoraba la precisión de las predicciones meteorológicas numéricas. Sin embargo, era necesario abordar una serie de obstáculos antes de que los drones meteorológicos pudieran respaldar a los servicios meteorológicos nacionales, entre ellos:
- Falta de regulaciones específicas para drones en la regulación del espacio aéreo nacional o regional
- Nivel limitado de automatización del vuelo, reabastecimiento de combustible y mantenimiento de los niveles de combustible.
Además, también era necesario resolver el problema de la formación de hielo en la atmósfera y la resistencia excesiva del viento para garantizar la seguridad de los drones meteorológicos y evitar pérdidas. Desde el desarrollo de la primera Aerosonda, en la década de 1990, se han llevado a cabo investigaciones para resolver el problema de la formación de hielo, que ha causado la pérdida de muchas aeronaves. [6] En 2016, la empresa suiza Meteomatics fue la primera organización en desarrollar un sistema de deshielo que calienta las palas del rotor cuando se detecta el riesgo de formación de hielo. [1]
Referencias
- ^ abc Pinto, James O.; O'Sullivan, Debbie; Taylor, Stewart; Elston, Jack; Baker, CB; Hotz, David; Marshall, Curtis; Jacob, Jamey; Barfuss, Konrad; Piguet, Bruno; Roberts, Greg; Omanovic, Nadja; Fengler, Martin; Jensen, Anders A.; Steiner, Matthias (1 de noviembre de 2021). "El estado y el futuro de los sistemas de aeronaves pequeñas no tripuladas (UAS) en la meteorología operativa". Boletín de la Sociedad Meteorológica Estadounidense . 102 (11): E2121–E2136. Código Bibliográfico :2021BAMS..102E2121P. doi : 10.1175/BAMS-D-20-0138.1 . ISSN 0003-0007.
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- ^ ab Organización Meteorológica Mundial, MétéoFrance (16 de noviembre de 2022). «Taller sobre el uso de vehículos aéreos no tripulados (UAV) para la meteorología operativa». Organización Meteorológica Mundial . Consultado el 16 de noviembre de 2022 .
- ^ "El primer dron que recopilará datos meteorológicos en Estados Unidos podría lanzarse este otoño". Washington Post . ISSN 0190-8286 . Consultado el 16 de noviembre de 2022 .
- ^ Konrad, TG; Hill, ML; Rowland, JR; Meyer, JH (noviembre-diciembre de 1970). "Una pequeña aeronave radiocontrolada como plataforma para sensores meteorológicos" (PDF) . APL Technical Digest . 10 : 11–19 – vía Johns Hopkins Applied Physics Laboratory.
- ^ ab Holland, GJ; Webster, PJ; Curry, JA; Tyrell, G.; Gauntlett, D.; Brett, G.; Becker, J.; Hoag, R.; Vaglienti, W. (1 de mayo de 2001). "La aeronave robótica Aerosonda: un nuevo paradigma para las observaciones ambientales". Boletín de la Sociedad Meteorológica Americana . 82 (5): 889–902. Bibcode :2001BAMS...82..889H. doi : 10.1175/1520-0477(2001)082<0889:TARAAN>2.3.CO;2 . ISSN 0003-0007.
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- ^ Peck, Abe (27 de octubre de 2021). "Más allá de la sombra: la próxima fase de la competencia FTUAS". Inside Unmanned Systems . Consultado el 16 de noviembre de 2022 .
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- ^ Koch, Steven E.; Fengler, Martin; Chilson, Phillip B.; Elmore, Kimberly L.; Argrow, Brian; Andra, David L.; Lindley, Todd (1 de noviembre de 2018). "Sobre el uso de aeronaves no tripuladas para el muestreo de fenómenos de mesoescala en la capa límite preconvectiva". Revista de tecnología atmosférica y oceánica . 35 (11): 2265–2288. Código Bibliográfico :2018JAtOT..35.2265K. doi : 10.1175/JTECH-D-18-0101.1 . ISSN 0739-0572.
- ^ ab Bell, Tyler M.; Greene, Brian R.; Klein, Petra M.; Carney, Matthew; Chilson, Phillip B. (16 de julio de 2020). "Afrontando la brecha de datos de la capa límite: evaluación de metodologías nuevas y existentes para sondear la atmósfera inferior". Técnicas de medición atmosférica . 13 (7): 3855–3872. Bibcode :2020AMT....13.3855B. doi : 10.5194/amt-13-3855-2020 . ISSN 1867-1381.