Torre con antena de telecomunicaciones y estación de medida meteorológica en Burkina Faso. Imagen: F. Cavenaze. Fuente: IRD.
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 consorcio Rain 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.
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 consorcio Rain 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 han seguido investigando en este ámbito en los años posteriores.
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 han seguido investigando en este ámbito en los años posteriores.
Referencia bibliográfica:
Ali Doumounia, Marielle Gosset, Frederic Cazenave, Modeste Kacou, François Zougmore: Rainfall monitoring based on microwave links from cellular telecommunication networks: First results from a West African test bed. Geophysical Research Letters (2014). DOI: 10.1002/2014GL060724.
Ali Doumounia, Marielle Gosset, Frederic Cazenave, Modeste Kacou, François Zougmore: Rainfall monitoring based on microwave links from cellular telecommunication networks: First results from a West African test bed. Geophysical Research Letters (2014). DOI: 10.1002/2014GL060724.