WindBorne Systems está construyendo una constelación de globos autónomos capaces de navegar durante semanas por la atmósfera. Equipados con sensores de presión de Bosch y conectados por satélite, buscan cubrir uno de los grandes puntos ciegos de la meteorología moderna: océanos, regiones polares y otros lugares donde casi no existen observaciones directas.
Un globo meteorológico convencional tiene una vida breve.
Asciende desde una estación terrestre mientras mide temperatura, humedad, presión y viento. Después de unas horas, alcanza suficiente altura, se expande hasta romperse y regresa a la superficie. Es una tecnología extraordinariamente útil, pero tiene una limitación evidente: solo puede observar la pequeña franja de atmósfera que atraviesa durante ese único viaje.
WindBorne Systems está intentando convertir ese instrumento desechable en algo mucho más parecido a un vehículo atmosférico.
La empresa californiana, fundada en 2019 por antiguos alumnos de Stanford, ha desarrollado globos meteorológicos autónomos capaces de permanecer semanas en el aire, modificar su altitud para aprovechar diferentes corrientes de viento y recorrer enormes distancias alrededor del planeta. Bosch Sensortec, cuyos sensores barométricos forman parte del sistema, describió inicialmente vuelos de hasta 40 días; WindBorne afirma actualmente haber demostrado misiones de más de 75 días.
La idea es sencilla pero ambiciosa: transformar el cielo en una red móvil de estaciones meteorológicas.
El problema está donde no hay estaciones
Las predicciones meteorológicas dependen de algo anterior a cualquier supercomputadora o modelo de inteligencia artificial: conocer con la mayor precisión posible qué está ocurriendo en la atmósfera ahora mismo.
Y allí existe una enorme brecha.
WindBorne sostiene, citando datos de la Organización Meteorológica Mundial, que alrededor del 85% de la atmósfera está insuficientemente observada para las necesidades de predicción. Los mayores vacíos aparecen sobre océanos, regiones polares y territorios remotos, precisamente lugares en los que pueden formarse sistemas meteorológicos que después afectan a zonas densamente pobladas.
Los globos de la compañía, denominados Global Sounding Balloons, intentan cubrir esos “desiertos de datos”. Durante el vuelo recopilan información sobre temperatura, presión, humedad y velocidad y dirección del viento. Bosch señala que algunas de esas mediciones se realizan cada 10 segundos.
El resultado no es únicamente una observación vertical sobre el lugar de lanzamiento. Un solo globo puede desplazarse durante días por diferentes regiones y producir numerosos perfiles atmosféricos mientras continúa su recorrido.
WindBorne dice que su constelación Atlas mantiene actualmente cientos de globos en vuelo y que su objetivo a gran escala es alcanzar 10.000 unidades simultáneamente en el aire.
Cómo se conduce un globo sin motor
Un globo no tiene hélices ni alas para elegir hacia dónde volar. WindBorne utiliza en su lugar una característica de la propia atmósfera: a diferentes alturas, el viento puede soplar en direcciones y velocidades distintas.
El software calcula qué corriente conviene utilizar y ordena al globo subir o bajar. Para ascender, puede desprender una pequeña cantidad de lastre de arena; para descender, libera parte del gas que le proporciona sustentación. El sistema recibe planes de vuelo mediante comunicaciones por satélite y los ejecuta de forma autónoma, aunque operadores humanos pueden intervenir.
Esa maniobra aparentemente elemental exige saber con gran precisión a qué altura se encuentra el dispositivo.
Ahí entran los sensores BMP581 de Bosch Sensortec.
WindBorne puede instalar hasta seis de estos sensores barométricos en un solo globo. Además de medir presión atmosférica, sirven para calcular la altitud, controlar la diferencia de presión entre el interior y el exterior del globo y verificar que el paquete de instrumentos haya quedado correctamente desplegado unos 10 metros por debajo de la envoltura, donde puede realizar mediciones menos afectadas por el propio vehículo.
Antes de volar, los sensores pasan por ciclos de temperatura y presión y por un proceso de calibración de varios días. Bosch explica que las correcciones resultantes quedan almacenadas en la electrónica del sistema para evitar recalibraciones continuas durante la misión.
“El sensor de presión de Bosch desempeña un papel fundamental para hacer posible nuestra solución”, dijo Kai Marshland, fundador de WindBorne. (Traducción propia.)
De los globos a la inteligencia artificial
Recolectar más datos es únicamente la mitad del proyecto.
WindBorne también desarrolla WeatherMesh, su propio sistema de predicción meteorológica basado en inteligencia artificial. La compañía combina observaciones obtenidas por su flota con décadas de datos atmosféricos para generar pronósticos globales. Su versión actual utiliza modelos basados en transformers y actualiza las predicciones con nuevas observaciones de los globos.
La relación funciona en ambas direcciones.
WeatherMesh utiliza los datos de los globos para mejorar sus predicciones; al mismo tiempo, esas predicciones ayudan al software de navegación a decidir qué altitud debería adoptar cada globo y hacia dónde probablemente lo transportarán las corrientes de aire.
La empresa afirma que sus observaciones ya se distribuyen mediante el sistema global de telecomunicaciones meteorológicas y que son incorporadas al Global Forecast System de la NOAA. También trabaja con organismos gubernamentales y científicos estadounidenses.
El valor de saber qué ocurrirá mañana
Las consecuencias de mejorar una predicción meteorológica pueden parecer pequeñas hasta que se multiplican.
Una aerolínea puede modificar una ruta para aprovechar corrientes favorables. Un operador eléctrico puede anticipar mejor cuánta energía solar o eólica estará disponible. Un agricultor puede prepararse para una helada. Y los servicios de emergencia pueden disponer de más información antes de un huracán, una inundación o una ola de calor. Bosch sostiene que mejores pronósticos podrían evitar grandes cantidades de emisiones mediante rutas de transporte más eficientes y una integración más sencilla de las energías renovables, aunque esa estimación procede de las propias empresas involucradas.
Durante más de dos siglos, el globo meteorológico fue esencialmente un instrumento que subía hasta desaparecer.
WindBorne está intentando convertirlo en algo diferente: una máquina que permanece en la atmósfera, escucha al planeta y cambia de altura para decidir dónde escuchar después.
En una época en la que la meteorología se asocia cada vez más con satélites, supercomputadoras e inteligencia artificial, una parte del futuro de los pronósticos podría depender de una tecnología mucho más antigua.
Un globo llevado por el viento.
Fuente BOSH