El cambio climático ha afectado el medio ambiente y el desarrollo de la sociedad, como con la agricultura, una actividad que provee de alimentos a las poblaciones y cuyos cultivos se han visto afectados al no existir un pronóstico preciso de las condiciones climatológicas.
En consecuencia, los países en vía de desarrollo sufren de una disminución en el rendimiento de los cultivos más importantes y del aumento de los precios de alimentos como arroz, maíz y trigo, entre otros aspectos mencionados en el informe presentado por el Instituto Internacional de Investigación sobre Políticas Alimentarias (IFPRI).
Actualmente, los avances tecnológicos han permitido el desarrollo de una agricultura más eficaz a partir del mejoramiento de la producción, la disminución del daño a las cosechas y el combate a las plagas. Por consiguiente, es necesario realizar un diagnóstico de las áreas en las que se puede contribuir para mejorar las condiciones en las que vivimos.
Un ejemplo de ello, es el trabajo de tesis del ingeniero Marco Silvano Serrano Ramírez, egresado de la carrera de Ingeniería Mecánica Eléctrica de la Facultad de Estudios Superiores (FES) Cuautitlán de la UNAM, quien desarrolló el proyecto Implementación de una sonda meteorológica para globo cautivo y Vehículo Aéreo No Tripulado (VANT), o dron, que partió de la investigación del ingeniero Gustavo Vázquez Cruz, académico del Instituto de Geografía, un trabajo que mejorará diversos aspectos de la vida de las personas.
El inicio del proyecto
La historia del proyecto inició en el Diplomado de Sistemas Embebidos que cursó en la Facultad de Ingeniería de la UNAM, sistemas del tamaño de una tarjeta de crédito diseñados para realizar tareas específicas de manera autónoma, como es el caso de los semáforos.
Más tarde conoció al ingeniero Gustavo Vázquez Cruz, quien lo invitó a trabajar con una computadora Raspberry pi 3para aplicar los conocimientos profesionales anteriormente descritos. Con él trabajaría en el desarrollo de su investigación.
Así, Serrano Ramírez partió de un dron que medía la temperatura, la presión atmosférica, la humedad y la altitud, al cual le implementó un sistema más ligero y le agregó otras variables: tiempo real, fecha, hora en minuto y segundo de medición, punto de rocío, coordenadas, dirección y velocidad de viento. Para tal fin, utilizó la marca DJI Phantom, de los drones profesionales más económicos en el mercado.
Desarrollo, pruebas y resultados
Luego de los acercamientos en la medición del clima y tras el trabajo hecho por su asesor, el egresado de IME desarrolló un sistema más ligero, cuyo diseño evitó la vibración y los riesgos de desprendimiento ante el vuelo y las condiciones climáticas.
Para argumentar lo anterior, explicó que un dron pesa un kilogramo, razón por la que no puede cargar más de 300 gramos, ya que podría entorpecer su funcionamiento. “Debido a su resistencia, la idea original era usar aluminio, pero era pesado. Por ello busqué materiales ligeros, como plásticos”, comentó.
No obstante, la manufactura de estos insumos es costosa, por lo que decidió utilizar la impresión 3D, cuyas especificaciones fueron la opción adecuada para continuar con el proyecto. “Diseñas, imprimes y armas”, explicó.
Otro aspecto importante en el proceso fue poder medir la velocidad y la dirección del viento. Para ello, creó un anemómetro sónico (dispositivo que utiliza los pulsos ultrasónicos para cuantificar) dado que los sensores actualmente vendidos son costosos.
Una vez implementadas estas modificaciones, se realizaron pruebas en el Instituto de Geografía, donde se establecieron mediciones en torno al comportamiento de la temperatura, la humedad y el punto de rocío, variables que son consideradas para el pronóstico de lluvias. Los resultados fueron óptimos.
Así, desde su conceptualización hasta la puesta en marcha, el trabajo que tiene por objetivo servir como apoyo universitario y funcionar como herramienta para el estudio del cambio del clima en institutos orientados a la meteorología tardó un año y medio en concluirse.
Los beneficios y futuras aplicaciones
El pronóstico del clima se realiza a través de un globo cautivo, esto consiste en sujetar un sistema de medición a una esfera de látex y dejarla subir para tomar registros. No obstante, corre el riesgo de precipitarse, sufrir daños y perder información.
En contraste, el sistema desarrollado por Serrano Ramírez puede ser controlado tanto en altura como en movimiento, características que además de reducir la pérdida de material total evitan accidentes.
De ahí que el éxito de este mecanismo esté basado en tres cuestiones: precisión, control e inversión a largo plazo, lo que hace fundamental apoyar la investigación y desarrollo de este tipo de proyectos, que generan beneficios en diferentes ámbitos de la sociedad y requieren de un gran esfuerzo intelectual y económico para ser concluidos.
Además, la medición de fenómenos atmosféricos como la temperatura, humedad, presión atmosférica, dirección y velocidad del viento realizada por este dron ayudaría a conocer el movimiento de los gases contaminantes, lo que contribuiría en el diseño de planes de dispersión, por ejemplo, para la toma de decisiones del Programa Hoy no Circula.
“No todo se comporta a este nivel de altura, entonces, hay que considerar que aquello que nos envuelve está un kilómetro arriba, donde sí podemos llegar con el dron”, mencionó Serrano Ramírez.
Asimismo, beneficiará a la agricultura con la elaboración de perfiles verticales, es decir, la toma de mediciones desde la superficie, a fin de saber el comportamiento de la atmósfera, el viento y la humedad. Esto permitiría conocer en qué lugares será más óptima la plantación de una u otra especie.
