Para la gestión de las operativas portuarias no basta con conocer lo que está ocurriendo sino que la planificación debe anticiparse al futuro. (GettyImages)
Satélites, algoritmos y big data: así innova la meteorología marítima
El gran impacto que la meteorología tiene en la operativa marítima precisa de herramientas capaces de predecir el tiempo con una precisión milimétrica. Por eso, tras implementar estaciones meteorológicas en la tierra y en el agua, el uso de satélites y redes de comunicación capaces de suministrar grandes volúmenes de datos en tiempo real y de complejos algoritmos para el análisis de big data generado han permitido mejorar, en los últimos años, las previsiones del tiempo atmosférico y marítimo tanto en exactitud como en alcance temporal.
Publicado el
22.04.2021
Para la gestión de las operativas portuarias no basta con conocer lo que está ocurriendo sino que la planificación debe anticiparse al futuro. (GettyImages)
El inicio de la digitalización
En la década de 1990, la generalización de los dispositivos electrónicos permitió desarrollar equipos automáticos de medición y almacenamiento digital de datos. En 1996, el Port de Barcelona instaló sus dos primeras estaciones meteorológicas automáticas, a las que se fueron añadiendo otras estaciones situadas en puntos sensibles en función de su orografía, para eliminar los riesgos que pueden conllevar para la actividad portuaria elementos como el viento o las precipitaciones.
Ya en este siglo, el desarrollo de las redes de telecomunicaciones y de telefonía móvil ha posibilitado la conectividad en tiempo real de todas estas estaciones meteorológicas.
¿Qué miden las estaciones meteorológicas terrestres?
Estas estaciones terrestres miden variables como la velocidad y dirección del viento, la temperatura del aire, la humedad relativa o las precipitaciones, mediante sensores como anemómetros, termorresistencias, higrómetros o pluviómetros, cuya información, tal y como explica Joaquim Cortés, responsable del Medio Atmosférico del Port de Barcelona, se transmite y visualiza de la siguiente manera: “Cada estación dispone de una unidad de adquisición y procesamiento de datos (datalogger) que convierte las señales que proporcionan los sensores en datos digitales que se promedian con una periodicidad preestablecida y se almacenan en su memoria interna”.
Así se recogen los datos en tiempo real
Al mismo tiempo, en el servidor de datos meteorológicos del Port, una aplicación residente mantiene comunicación continua con los datalogger, consultando y recogiendo periódicamente los datos disponibles. “Esta comunicación es en línea y en tiempo real y se realiza a través de todo tipo de canales de telecomunicación disponibles: fibra óptica, telefonía móvil GPRS, radioenlaces wifi o conexión directa”, continúa Cortés.
El ojo que todo lo ve
Sin embargo, para la gestión de las operativas portuarias no basta con conocer lo que está ocurriendo sino que la planificación debe anticiparse al futuro. Las predicciones meteorológicas con modelos computacionales requieren de información precisa de grandes extensiones de territorio, incluyendo el mar.
Los grandes centros meteorológicos internacionales, como el European Centre Medium Weather Forecast (ECMWF) o el National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), proporcionan información a escala global que se alimenta con la única fuente de datos capaz de cubrir estas extensiones: los satélites.
Jason-CS y las previsiones para evitar pérdidas millonarias
Los satélites han cobrado una gran importancia en la predicción meteorológica. Los nuevos modelos de la Organización Europea para la Explotación de Satélites Meteorológicos (EUMETSAT), como el programa Jason-CS, buscan ser más precisos y evitar así los daños producidos, por ejemplo, por la tormenta Niklas, que en 2015 dejó una factura por un valor de 3.900 millones de euros en Bélgica, Francia, Alemania y los Países Bajos.
El programa Jason-CS, que cuenta con la participación de Puertos del Estado, lanzó un primer satélite en 2020 y el segundo tiene previsto su lanzamiento en 2026, configurando dos dispositivos de gran precisión que permitirán evaluar el ritmo del calentamiento global y proporcionar datos sobre altura de oleaje y velocidad del viento, una información de gran valor para las actividades de predicción y meteorología marina.
Además de los satélites meteorológicos existen otros satélites con propósitos diversos (telecomunicaciones, posicionamiento GPS), que son objeto de proyectos de investigación para determinar si pueden ser útiles para otras funciones meteorológicas.
Monitorización del oleaje
Uno de los pilotos del proyecto Eurosea incluye el desarrollo de un sistema de monitorización del oleaje del entorno portuario aprovechando los satélites GPS. “Los satélites de las constelaciones GPS envían señales a las antenas de tierra que pueden procesarse con algoritmos para obtener la rugosidad del agua y la altura de las olas en una área extensa alrededor de la antena. Mediante un tratamiento indirecto a partir del estado del mar puede calcularse la velocidad del viento”, explica Cortés.
Los satélites mejoran sustancialmente la captación de datos que tradicionalmente se han realizado con sensores colocados en boyas, susceptibles a ser desplazadas de su posición inicial en caso de temporal, diluyendo su fiabilidad.
El SAMOA, un paso más allá
La presentación de todos estos datos de forma comprensible a usuarios y público en general es el siguiente reto por abordar. Dentro del Proyecto SAMOA (Sistema de Apoyo Meteorológico y Oceanográfico a las Autoridades Portuarias), impulsado por Puertos del Estado, uno de los módulos desarrollado es el Centro de Mando Ambiental (CMA), una plataforma de visualización de las predicciones meteorológicas y monitoreo en tiempo real, en un entorno de Sistemas de Información Geográfica.
Cada puerto adherido recibe, cada doce horas, un modelo de previsión meteorológica en alta resolución de la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET) con una calidad que ha pasado de los 10 km hasta 1 km y que ahora abarca el puerto y su entorno más cercano.
Enrique Álvarez Fanjul, responsable del Área de Medio Físico de Puertos del Estado, explica la evolución del sistema: “no se trata de un cambio de paradigma sino de un avance continuo, en el cual los métodos numéricos y las observaciones han ido mejorando. Los errores a corto plazo son cada vez menores y la capacidad de extender la previsión a plazos más largos es cada vez mayor. Sin embargo, existe un límite natural ya que la atmósfera es una dinámica caótica y predecir con incertidumbre más allá de unos días vista es imposible.”
Una malla de cálculo cada vez más precisa
Álvarez comparte que el sistema está en vías de afinar todavía más esta malla de cálculo inicial donde se visualizan las predicciones. En el próximo año y medio, la distancia se reducirá a los 200 metros gracias a la utilización de modelos que tienen en cuenta unas ecuaciones más completas y que son capaces de plasmarlas a una mayor resolución espacial.
“Si hablamos de innovación, lo más interesante son los sistemas que posibilitan que estos datos se conviertan en información, en sistemas de alarma semafóricos que facilitan la velocidad del viento según unos umbrales que fija el usuario y la capacidad de aplicar modelos de dispersión atmosférica que actualmente están en desarrollo”, continúa.
Tras dos años trabajando con previsiones a 1 km, todavía quedan cuestiones por resolver. La más importante es establecer el sistema de activación de alertas por episodios de viento porque los valores son a veces variables y pueden sobrepasar o subyacer el umbral de alerta, dificultando la toma de decisiones. “Hemos estado pensando en cómo gestionar esta información. Por ejemplo, definir cuántas veces se debe rebasar el umbral para activar una alerta. En estos momentos, es algo que estamos estudiando”, afirma Cortés.
Álvarez afirma que el SAMOA está pensado para dar solución a unos retos “que están cambiando porque se están volviendo más interdisciplinares”, ya que los diferentes módulos que ofrece el sistema son piezas que se tienen que ir integrando en puzzles sucesivamente mayores. A día de hoy, para predecir el tiempo, la solución se encuentra en el cielo.
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