Uso de información satelital y drones para prevenir desastres naturales

El uso de tecnologías como drones, satélites y percepción remota, ha permitido evitar tragedias por desastres naturales alrededor del mundo. Es por eso que en la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) se gestó un proyecto multidisciplinario que tiene como objetivo el diseño y generación de una estructura instrumental multicanal para el monitoreo de estos fenómenos. También está encaminado a la repartición de datos libres y abiertos que se obtendrán durante el proyecto.

Se trata del uso de los datos que satélites espaciales y de observación terrestre y remota ofrecen de forma libre. El objetivo es facilitar el acceso de la población a estos. Este proyecto resultó ganador del primer lugar en el rubro de investigación espacial del concurso Vive conCiencia 2015 que organiza la Academia Mexicana de Ciencias (AMC).

La idea es adquirir datos por medio de fotografías, incluso satelitales, para posteriormente analizarlas y obtener datos sobre zonas propensas a incendios o huracanes. Para ver zonas más definidas se usan drones con cámaras de alta resolución. Al recabar esos datos y tenerlos en una web con accesibilidad al público, todos podrán conocer las zonas propensas a ciertos riesgos y evitar pérdidas de cualquier tipo.

Equipo y proyecto

Esta iniciativa fue desarrollada en un principio por los doctores Víctor Manuel Velasco Herrera y Graciela Velasco Herrera, del Instituto de Geofísica y el Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (Ccadet), respectivamente, ambos de la UNAM. Los estudiantes involucrados fueron Darianna Rubio López, de la Universidad Autónoma de Baja California (UABC), Juan Gabriel López Hernández y Francisco Javier Bautista Clemente, de la Facultad de Ciencias de la UNAM, Adriana Colinabarranco Cancino, de la Facultad de Artes y Diseño, y Anaid Galicia García, de la Facultad de Estudios Superiores (FES) Cuautitlán.

Para participar en el concurso del cual resultaron ganadores, era necesario presentar un video introductorio de la idea. “Teníamos la idea que se divide en cuatro partes. Además de hacer el video yo, junto con la otra diseñadora, tenemos que hacer una página web y una aplicación móvil que otorgue los datos obtenidos de forma entendible y fácil, que sean amigables para todos”, platica Anaid Galicia.

Aunque el proyecto aún se encuentra en el proceso de obtener las fotografías mediante plataformas satelitales de agencias espaciales que comparten sus datos abiertos y el uso de drones para sobrevolar a alturas considerables y obtener fotografías de ciertas zonas, se espera en este 2016 ya tener las páginas web que contendrán todos los datos obtenidos con accesibilidad para el público. “Estamos en una etapa en la que tenemos prototipos y la idea de cómo se va a generar”, comenta el doctor Velasco Herrera.

El objetivo de que sean datos abiertos es porque la problemática general de no tener estos se da en la toma de decisiones a nivel nacional e internacional. La actividad espacial nace como una cooperación internacional científica en la cual no se puede avanzar si se trabaja por separado, en cambio al trabajar en conjunto se pueden resolver mayores retos. Tener acceso abierto a imágenes de la Agencia Espacial Europea o de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA, por sus siglas en inglés), hace que mucha gente pueda procesar información e intercambiar puntos de vista para comprender los fenómenos, considera el investigador.

Tener datos de vulnerabilidad de incendios forestales, de zonas de mayor impacto de huracanes, permitiría a organizaciones de protección civil y gubernamentales tomar acciones sobre lo que se debería de hacer con una política de prevención y de desarrollo económico. Diferentes zonas en el país son vulnerables a desastres naturales, entonces al tener ubicados estos puntos, se podrían minimizar las pérdidas económicas, humanas y del ecosistema que se generan.

Vehículos aéreos no tripulados

Pero, ¿por qué no solo usar imágenes satelitales? Según el investigador, el uso de drones se debe a que existen condiciones climatológicas como neblina o tormentas que no permiten el uso de satélites para observar la superficie terrestre o porque, en algunas ocasiones, la zona que se necesita observar está muy alejada del satélite que podría hacerlo. Por ejemplo, si hay un incendio en el Ajusco, en México no existe un satélite que permita ver este incendio y posiblemente los satélites de la NASA ya han pasado, entonces no se tendría el acceso urgente. Sirven para la acción inmediata ante un suceso en el que además tienen muchas aplicaciones.

El dron utilizado por este equipo multidisciplinario contiene la investigación de uno de los estudiantes, que desglosa características como el software embebido, software y hardware libre.

“Lo que también se busca es que sea tecnología abierta para que se cree una comunidad de gente que pueda instalar sus dispositivos y subir datos desde su posición. De esta manera hay una retroalimentación y más datos con los cuales comparar. Estamos trabajando en la adquisición de datos por medio de la tarjeta controladora Arduino o AVR dependiendo de la factibilidad, la comunicación inalámbrica es vía radio, todo ligado a una computadora embebida que descarga la información en Internet, en lo que se relaciona el internet de las cosas. Esto porque al recolectar datos, es instantáneo que se suben los datos a los sitios web. Para manejar los datos se están haciendo pruebas con MySQL”, explica.

Los drones son también aprovechados porque una de las variables que se quiere analizar desde el aire es la masa vegetal, a lo que los drones otorgan una ventaja importante en su reconocimiento. Las imágenes también se podrán almacenar en el sitio web y aplicación para que a lo largo de un año se observen los cambios en las características de las masas y los porcentajes de masa seca.

Para hacer el procesamiento y estimación de riesgos forestales se usará tecnología FPGA, un nuevo paradigma en la computación, pues se trata de distribuir el procesamiento y liberar las computadores de la carga de datos al disminuir las iteraciones. Al final se espera que los datos obtenidos sean aprovechados por todas las personas.

El estudiante de la carrera de física también se integra a este proyecto con su trabajo de tesis que trata de algoritmos de estabilización y control para plataformas, en este caso para un dron. Gracias a esto se puede controlar el dron al presentarse perturbaciones y colocarse en posiciones angulares con precisiones de milímetros. Básicamente en esta plataforma se pueden montar sensores de temperatura, humedad o cámaras para hacer la adquisición de las imágenes y el procesamiento.

Los drones no solo permiten la toma de datos de la zona analizada, sino que en caso de incendios, por ejemplo, los rescatistas tienen la imposibilidad de atender con helicópteros dadas las columnas de humo, a lo que los drones responden con su función como salvamiento y locación de personas, “es un sistema de ayuda múltiple que permite grandes cantidades de tareas como el monitoreo o hasta la obtención de datos. Por eso los drones durante contingencias pueden tener mayor uso que los satélites”, afirma el doctor Velasco Herrera.

Finalmente, de acuerdo con esa información, se trabajará en la composición de la página y la adaptación para distintas plataformas web y móviles para tener acceso a esta información.

Drones, estaciones fijas, imágenes satelitales, datos y manejo de datos, es lo que gira en torno a este grupo multidisciplinario de estudiantes e investigadores que pretenden usar la tecnología existente para servir a la comunidad estudiantil, científica y general, con datos e información importante pública para todos.

Fuente: CONACYT.