Las instalaciones de Colorado permanecen cerradas hasta nuevo aviso.Conozca nuestros recursos para periodistas, nuestras pautas de marca y cómo comunicarse con nuestro personal.3 de mayo de 2022 - por Ali BranscombeEl programa 3D-PAWS está probando nuevos instrumentos meteorológicos impresos en 3D que brindarán una gama de nuevas capacidades de detección remota a las comunidades de todo el mundo.Aquí se muestra un sensor de marejada ciclónica instalado en la República Dominicana que está siendo probado por socios de ONAMET.(Foto de Paul Kucera.)Dentro de una cubierta protectora hecha de polímero acrílico impreso en 3D, un sensor ultrasónico en forma de cono mide el tiempo que tardan las ondas de sonido intermitentes en rebotar en el agua que crece rápidamente debajo, luego envía los datos a los científicos y administradores comunitarios que monitorean el flujo de la corriente. desde lejos.Este instrumento aparentemente pequeño, del tamaño de una trompeta o un trombón, ahora es parte de un sistema de observación muy necesario que ayudará a brindar una alerta temprana de eventos climáticos de alto impacto, como inundaciones repentinas, en áreas aisladas.Estos instrumentos nuevos, económicos y fáciles de implementar permiten a las personas en regiones remotas del mundo medir mejor el flujo de agua, las marejadas ciclónicas y las nevadas de manera que protegerán mejor a la sociedad e incluso salvarán vidas.Vista inferior de un sensor 3D-PAWS utilizado para medir la altura cambiante de los arroyos, las nevadas y las marejadas ciclónicas.(Foto de Paul Kucera.)Un proyecto de la Corporación Universitaria para la Investigación Atmosférica (UCAR), llamado 3D-PAWS (Estación meteorológica automática impresa en 3D), está agregando a su conjunto un nuevo conjunto de capacidades de detección remota que medirán el caudal, las marejadas ciclónicas y la profundidad de las nevadas. de exitosas estaciones meteorológicas impresas en 3D.Esta iniciativa traerá instrumentos de teledetección de bajo costo a las áreas "invisibles" del mundo.La iniciativa inicial de 3D-PAWS comenzó hace cinco años como una misión para hacer que la recopilación de datos meteorológicos fuera más accesible.El diseño de instrumentos a partir de piezas impresas en 3D significa que las comunidades desatendidas pueden recopilar sus propios datos para el pronóstico del tiempo por una fracción del costo sin sacrificar la precisión.“Nuestro objetivo es permitir que nuestros usuarios finales creen y mantengan sus propias redes en lugar de obtener sensores comerciales, lo que podría costar varios miles de dólares”, dijo Paul Kucera, líder de proyecto de 3D-PAWS.La capacidad de impresión 3D de los instrumentos permite a las comunidades imprimir y crear sus propios instrumentos, en lugar de depender de costosos fabricantes.Ahora, las estaciones meteorológicas impresas en 3D están llenando los vacíos de datos en regiones de Barbados, Kenia, Uganda y Zambia.Después del éxito inicial de las estaciones meteorológicas, que recopilan datos de lluvia, humedad, temperatura y presión, el proyecto 3D-PAWS está trabajando con socios de la comunidad para producir un nuevo conjunto de capacidades de detección remota.Un tipo de sensor ultrasónico se puede utilizar de tres maneras distintas: detectando cambios en el flujo de la corriente, marejadas ciclónicas repentinas que se elevan en la costa y nevadas en áreas montañosas remotas.“Nos estamos acercando mucho más a la creación de un sistema de alerta útil”, dijo Martin Steinson, ingeniero mecánico y diseñador de instrumentos de 3D-PAWS.“Podremos combinar estaciones meteorológicas y medidores de flujo para proporcionar información que pueda afectar la vida diaria de las personas”.3D-PAWS fue lanzado por UCAR y la Oficina de Actividades Internacionales del Servicio Meteorológico Nacional de EE. UU., con el apoyo de USAID.Las estaciones meteorológicas iniciales se desarrollaron con el apoyo de científicos del Centro Nacional de Investigación Atmosférica, administrado por UCAR en nombre de la Fundación Nacional de Ciencias.“Es extremadamente emocionante desarrollar capacidades en otras áreas”, dijo Kucera, quien tiene experiencia en desarrollo de capacidades internacionales y trabaja para capacitar a las comunidades en ciencias ambientales y permitir la recopilación independiente de datos.“Es lo que me encanta hacer: tomar nuestro conocimiento y experiencia y ayudar a las personas necesitadas”.El nuevo sensor 3D-PAWS se desarrolló inicialmente para medir el flujo de agua y ayudar a predecir posibles inundaciones y escorrentías de deshielo.El proyecto se asoció con la experta en detección de caudales Anne Heggli para ayudar a producir y probar un medidor de caudales de bajo costo que sería fácil de manejar en el campo.La experiencia de Heggli ayudó al equipo a decidirse por un sensor ultrasónico, una herramienta de medición ampliamente reconocida que sigue siendo asequible y fácil de configurar.Los socios de pruebas de 3D-PAWS, Anne Heggli y Andrew Schwartz, se paran cerca de una estación meteorológica equipada con un sensor de nieve.Los sensores de nieve están siendo probados en el Laboratorio de Nieve de Sierra Central.(Foto de Paul Kucera.)“Las regiones con escasez de datos no necesitan algo súper preciso como el radar, que también es costoso.Pueden beneficiarse tanto de un sensor que sea confiable y rentable, y eso es lo que estamos haciendo”, dijo Heggli.Los sensores ultrasónicos utilizan ondas sonoras para enviar y recibir pulsos, midiendo el tiempo que transcurre entre el envío de la onda ultrasónica y su recepción cuando ha rebotado en la superficie de la corriente, para medir el cambio de altura del agua.Heggli puso a prueba los instrumentos impresos en 3D durante su implementación en el campo, brindando comentarios y sugerencias al equipo de 3D-PAWS para ayudarlos a mejorar el producto.“Los usuarios deben estar a cargo de sus propios sensores, desplegándolos y reparándolos ellos mismos”, dijo.“Es importante brindar a los usuarios autonomía sobre sus propios datos y sus propias redes”.Una vez que el monitoreo del flujo fluvial resultó exitoso en el campo, Kucera y sus colegas vieron potencial para aplicar el mismo sensor para monitorear las marejadas ciclónicas, un aumento del nivel del mar a menudo peligroso causado por ciclones tropicales u otras tormentas poderosas.Los socios de la Oficina Nacional de Meteorología (ONAMET) en la República Dominicana ahora están probando la capacidad de los sensores para monitorear y advertir a las comunidades costeras sobre inundaciones repentinas y potencialmente mortales provenientes del mar.“Es sumamente importante tener información en tiempo real de los cambios de marea asociados a la llegada de un ciclón tropical”, dijo el meteorólogo y subdirector de la ONAMET, Andrés Miguel Campusano Lasose.Los sensores instalados actualmente en la desembocadura de los dos ríos principales que conducen a la ciudad capital de Santo Domingo, y su potencial para brindar alertas tempranas, podrían ayudar a proteger las empresas y los hogares.Los sensores instalados inicialmente tuvieron algunos problemas para recopilar datos precisos, dijo Campusano, pero desde que los técnicos locales hicieron algunos ajustes, los medidores ahora funcionan como deberían.Los socios de ONAMET ahora planean instalar dos sensores 3D-PAWS más en el lado norte del país.Los instrumentos “ayudan a fortalecer nuestros sistemas de alerta temprana, lo que se traduce en pronósticos tempranos para poder salvaguardar vidas y bienes, que se encuentran en zonas de alto riesgo por marejadas ciclónicas en un país altamente amenazado cada año por ciclones tropicales”, dijo. .La tercera aplicación del nuevo sensor 3D-PAWS es medir las nevadas, que también se encuentra actualmente en la fase de prueba en el Laboratorio de Nieve de la Sierra Central de Berkeley (CSSL) de la Universidad de California en Berkeley.Ubicados en Donner Pass en la cordillera de Sierra Nevada, se están probando dos sensores de nieve contra las capacidades de los sistemas de medición de nevadas probados y verdaderos.“Lo que se necesita es un sensor duradero y de bajo mantenimiento que pueda transmitir datos, de modo que nadie tenga que viajar para recogerlos”, dijo Andrew Schwartz, director de la estación y científico principal de CSSL.“El beneficio de los sensores 3D-PAWS es que son autónomos y no necesitan todos los equipos costosos que ocupan mucho espacio”.Schwartz ya tiene algunos comentarios preliminares sobre los sensores de nevadas del primer despliegue de campo que midió una nevada récord de 214 pulgadas (más de 17 pies), que se acumuló durante dos semanas y media en diciembre de 2021. “El 3D-PAWS los sensores han funcionado muy bien, incluso con las fuertes nevadas”, dijo.Según sus mediciones, había una diferencia de aproximadamente una pulgada en la lectura de la altura de la capa de nieve entre los sensores 3D-PAWS y el sensor sónico de profundidad de nieve establecido en el laboratorio.Aunque aún se encuentra en las primeras etapas de la fase de prueba, señaló que la diferencia de datos probablemente se deba a la distancia entre los dos tipos de sensores, que están ubicados a aproximadamente 50 pies de distancia.“Esa es una distancia más que suficiente para que la capa de nieve cambie una pulgada”, dijo.“Es un comienzo emocionante para el proyecto”.Al igual que las capacidades de corrientes y marejadas ciclónicas, existe una necesidad global de un sensor de nevadas económico y de fácil implementación.Las regiones montañosas remotas dependen de la capa de nieve para reponer los recursos hídricos, pero también existe un alto riesgo de inundaciones.Las observaciones en regiones como la cordillera del Himalaya, que se extiende por varios países de Asia, podrían usar estos sensores para monitorear las nevadas y ayudar a las comunidades locales a pronosticar los recursos hídricos y reducir el riesgo de inundaciones.A pesar de que las capacidades se ponen a prueba en las montañas, los arroyos y las costas, Kucera y sus colegas ya tienen sus ojos puestos en los próximos desafíos de los instrumentos impresos en 3D: la calidad del suelo y del aire.Personal de ONAMET instala un sensor de marejada ciclónica 3D-PAWS en República Dominicana.(Foto de Paul Kucera.)Aunque estos instrumentos se encuentran solo en las etapas preliminares de desarrollo, los científicos e ingenieros de 3D-PAWS esperan crear un sensor para monitorear la calidad del aire en entornos urbanos.La Organización Mundial de la Salud estima que casi 4 millones de personas mueren prematuramente debido a la contaminación del aire en el hogar, por lo general debido a la ineficacia de la cocina y la calefacción dentro del hogar.Los monitores de calidad del aire de bajo costo que pueden detectar el ozono o los niveles peligrosos de emisiones de humo podrían implementarse dentro de los vecindarios o los hogares y ayudar a prevenir enfermedades asociadas con la contaminación severa.“Las mediciones de la calidad del aire son un desafío.Hay un buen equilibrio entre el costo del instrumento y la sensibilidad donde puede capturar cosas como el ozono”, dijo Kucera.El nuevo sensor de calidad del aire se encuentra actualmente en la etapa de prueba de laboratorio, pero las implementaciones de campo para las pruebas están en el horizonte.Simultáneamente, Kucera y sus colegas están trabajando en un sensor que puede monitorear la humedad del suelo y los niveles de temperatura y ayudar a los agricultores a anticipar mejor cuándo necesitan sembrar o regar.Este nuevo instrumento fue una sugerencia de algunos de los socios actuales que emplean las estaciones meteorológicas 3D-PAWS.“Nuestros socios y colaboradores son los que señalaron que podrían usar las mediciones de humedad del suelo para salvar los cultivos y mejorar el rendimiento”, dijo Kucera.“Son los comentarios del usuario final los que informan a la ciencia”.En general, es esta asociación entre los gerentes de proyecto de 3D-PAWS y los usuarios del instrumento lo que está aumentando constantemente la capacidad de monitoreo y recopilación de datos en áreas subrepresentadas del mundo.“En 3D-PAWS tenemos socios que se han vuelto totalmente independientes, que es nuestro objetivo”, dijo Kucera.“Queremos que despeguen y corran con él.Espero que podamos continuar difundiendo la huella en todo el mundo y mejorar el pronóstico de la comunidad”.Ali Branscombe Especialista en comunicaciones 303-497-8609Los expertos en granizo destacan el progreso en la comprensión de las tormentas dañinasLos expertos en incendios forestales brindan orientación para nuevas direcciones de investigaciónNCAR se une a la campaña de campo internacional para estudiar las precipitaciones extremas en el PacíficoPO Box 3000 Boulder, CO 80307-30003090 Centro Verde Dr. Boulder, CO 80301Este material se basa en el trabajo respaldado por el Centro Nacional de Investigación Atmosférica, una importante instalación patrocinada por la Fundación Nacional de Ciencias y administrada por la Corporación Universitaria de Investigación Atmosférica.Las opiniones, hallazgos y conclusiones o recomendaciones expresadas en este material no reflejan necesariamente los puntos de vista de la National Science Foundation.