Estos vehículos aéreos no tripulados (UAV) han demostrado un potencial prometedor, con la capacidad de proporcionar datos más precisos sobre los cambios de emisiones en comparación con los satélites de monitoreo de carbono existentes. Las emisiones mundiales de dióxido de carbono procedentes de fuentes relacionadas con la energía han alcanzado recientemente un récord de 36.800 millones de toneladas, según informó la Agencia Internacional de Energía (AIE).
Si bien varios países han utilizado satélites, como el Observatorio Orbital de Carbono de la NASA, para monitorear las emisiones, el seguimiento desde el espacio no está exento de desafíos. Factores como la nubosidad, los aerosoles, la topografía terrestre y la velocidad del viento pueden afectar la precisión de las mediciones satelitales. Yang Dongxu, investigador del Instituto de Física Atmosférica de la Academia de Ciencias de China, destacó esta cuestión y afirmó que «las mediciones satelitales existentes e incluso las futuras no pueden cumplir con los frecuentes requisitos de monitoreo de las emisiones antropogénicas» en el estudio publicado en la revista peer- revista revisada Avances en ciencias atmosféricas.
La misión
Impulsados por el deseo de perfeccionar la detección de carbono, Yang y su equipo se embarcaron en una misión para desarrollar un sistema más preciso para medir las emisiones localizadas atribuidas a las actividades humanas. Sus esfuerzos dieron como resultado la creación de la Red Coordinada de Observación de Carbono de UAV de Bajo Costo (LUCCN), detallada en su artículo publicado en la revista revisada por pares Advances in Atmospheric Sciences.
Si bien el uso de drones para el monitoreo de gases de efecto invernadero no es nuevo, LUCCN presenta un enfoque innovador al combinar estaciones de monitoreo terrestres con un «sistema de vuelo inteligente de múltiples aviones» que utiliza vehículos aéreos no tripulados. Las estaciones terrestres están equipadas con paneles solares y cuentan con sensores dentro de recintos resistentes a la intemperie, con estaciones meteorológicas montadas para registrar los cambios ambientales externos.
A diferencia de los drones aéreos de ala fija, los drones cuadricópteros se utilizan debido a su capacidad de flotar en un lugar y maniobrar con mayor precisión. El sistema LUCCN está diseñado para tomar decisiones de vuelo autónomas basadas en la información recopilada durante la misión de vuelo exploratoria inicial.
El equipo de investigación enfatizó la importancia de desarrollar mejores sistemas de monitoreo de las emisiones antropogénicas de carbono, ya que la comprensión insuficiente de dichas emisiones en la generación de energía, las ciudades y la industria ha generado importantes incertidumbres en los presupuestos globales de carbono.
Prototipo LUCCN
El primer prototipo de LUCCN, que constaba de cinco estaciones terrestres y cuatro drones, se sometió a pruebas durante un período de tres días en mayo en una central eléctrica de Shenzhen, situada en la provincia china de Guangdong. Durante la prueba, las estaciones terrestres detectaron una única señal, mientras que los drones midieron con éxito la columna de emisiones liberada por la planta. Esto se atribuyó a la capacidad de los drones para acceder a altitudes relativamente altas de las fuentes de emisión.
Sin embargo, los datos de emisiones recopilados por LUCCN excedieron ligeramente los datos de un conjunto de datos de fuente abierta, lo que llevó al equipo de investigación a trabajar en mejoras de la red para eliminar la disparidad. Yang afirmó: «La estrategia de muestreo de los vehículos aéreos no tripulados y los métodos de estimación de emisiones requieren una mayor exploración».
El método LUCCN mejora el proceso de seguimiento al combinar varias aeronaves con estaciones terrestres, lo que proporciona una imagen más completa y precisa de las emisiones de carbono. El documento señala que «en el futuro se requerirá la detección remota por satélite combinada con mediciones cercanas al suelo», y que las «mediciones detalladas de las emisiones de carbono locales e incluso los procesos del ciclo del carbono de los ecosistemas» de LUCCN reforzarán los esfuerzos de monitoreo de emisiones de China.
La prueba LUCCN se integró en mayo en el sistema terrestre del Satélite Científico Experimental de Monitoreo Global de Dióxido de Carbono (TanSat) de China y complementará el monitoreo espacial. Lanzado en 2016, TanSat es el primer satélite de monitoreo de dióxido de carbono de China y ha sido utilizado anteriormente por el equipo de investigación de Yang para rastrear las emisiones de carbono causadas por el hombre, avanzando aún más nuestra comprensión de las emisiones de carbono y su impacto en el medio ambiente.
