Un dron meteorológico , o vehículo aéreo no tripulado (UAV) con sensores meteorológicos , [1] , es un avión pilotado remotamente que pesa menos de 25 kg [2] y lleva sensores que recopilan datos termodinámicos y cinemáticos de la atmósfera media e inferior (por ejemplo, hasta a 6 kilómetros).
Los drones meteorológicos aún no se utilizan para apoyar los Servicios Meteorológicos e Hidrológicos Nacionales (SMHN) debido a las negociaciones en curso sobre el acceso de los UAV 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 despliegan para apoyar misiones de investigación científica y operaciones específicas de la industria. [4]
El primer UAV registrado para medir parámetros atmosféricos fue en 1970, cuando “se utilizó un pequeño avión radiocontrolado como plataforma de medición” para compartir resultados de mediciones meteorológicas. [5] El estudio fue apoyado por el Laboratorio de Investigación de Cambridge de la Fuerza Aérea y la Estación Wallops de la NASA . Los autores señalaron la necesidad de “una plataforma simple, económica, controlable y recuperable para transportar instrumentos y sensores meteorológicos” y demostraron que utilizar una pequeña aeronave controlada por radio 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 (ONR) de Estados Unidos en 1993. [6] El objetivo del drone de ala fija llamado Aerosonde debía permitir la recopilación de datos meteorológicos en regiones remotas e inaccesibles del mundo. En 1995, Environmental Systems and Services (ES&S) Pty Ltd. llevó a cabo más desarrollos en Australia, teniendo como subcontratistas a la Oficina Australiana de Meteorología e Insitu Group. En 1999, todas las operaciones y el desarrollo comenzaron a ser realizados por Aerosonde Ltd, con sede en Australia . Desde 2007, Aerosonde Ltd. forma parte del conglomerado industrial estadounidense Textron Inc. [7] En 2016, el Aerosonde se había convertido en un avión de inteligencia, vigilancia y reconocimiento (ISR) para operaciones militares y su función de recopilación de datos meteorológicos era secundaria. [8]
En 2009, el Consejo Nacional de Investigación de Estados Unidos publicó el informe “Observing Weather and Climate from the Ground Up: A Nationwide Network of Networks”, destacando la necesidad de contar con métodos de observación de mesoescala vertical más adecuados que las radiosondas lanzadas por globos meteorológicos , el principal sistema utilizado para recopilar datos de esa capa atmosférica. [9]
Desde entonces, los programas de investigación centrados en drones meteorológicos han ido aumentando. [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 CopterSonde y crearon 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 EE. UU. (NOAA) desplegó un dron meteorológico, el Área-I Altius-600, en un huracán ( el huracán Ian ) por primera vez. El dron de ala fija voló a alturas más bajas (900 m - 1,3 km) dentro del ojo del huracán y dentro de 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 lo suministra la empresa suiza Meteomatics AG , [10] [12] desarrollador y fabricante de Meteodrones desde 2013. En 2020, la empresa británica Menapia ingresó al mercado con MetSprite.
Los primeros drones meteorológicos utilizaban alas fijas, ya que permitían a los investigadores implementar avances tecnológicos desde el ámbito de las aeronaves pilotadas y cubrir un área mayor debido a su capacidad de volar durante largas horas. [13]
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]
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 discutir la aplicación de drones meteorológicos. Entre los participantes hubo miembros de centros meteorológicos nacionales, grupos de investigación universitarios y empresas privadas.
Las discusiones del taller concluyeron que los drones meteorológicos eran útiles para recopilar mediciones in situ de la capa límite , cerrando la brecha de datos y mejorando la precisión de la predicción numérica del tiempo. Pero antes de que los drones meteorológicos pudieran apoyar los servicios meteorológicos nacionales era necesario abordar una lista de barreras, entre ellas:
Además, también era necesario resolver la formación de hielo atmosférico en vuelo y la resistencia excesiva al viento para garantizar la seguridad de los drones meteorológicos y evitar pérdidas. Desde el desarrollo de la primera Aerosonda, en los años 90, se han realizado investigaciones para solucionar el problema de la formación de hielo, que ha provocado 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 cada vez que se detecta riesgo de formación de hielo. [1]