Hay regiones del mundo especialmente azotadas por las tormentas eléctricas y la caída de rayos. Los rayos representan un peligro real para la población, especialmente en los entornos rurales de un país iberoamericano, que cuenta con tres de las diez zonas del mundo donde más rayos caen y siete de las más azotadas por este fenómeno en el continente americano. Por este motivo, ha puesto en marcha una investigación de la que ha resultado un sistema de alerta temprana, que avisa con antelación cuando hay probabilidad de que caigan rayos, a fin de poder planificar situaciones de riesgo.
Con este proyecto, el país sudamiericano busca crear un sistema que contribuya a la seguridad pública y a la protección de sistemas eléctricos y electrónicos, así como a personas e infraestructuras mediante la integración de tecnologías avanzadas y técnicas de aprendizaje automático, con el objetivo de reducir las falsas alarmas y mejorar la precisión de las alertas sobre actividad eléctrica en la atmósfera.
En qué país americano están tres de las diez zonas del mundo donde más rayos caen
El país americano donde se concentran tres de las diez zonas del mundo donde más rayos caen es Colombia. Las tormentas eléctricas son especialmente activas en este país, hasta el punto de que, además, siete entre los que más descargas reciben de toda Sudamérica.
Por este motivo, la estudiante de la Maestría en Ingeniería -Ingeniería Eléctrica de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), Paola Andrea Cabrera Narváez, trabaja en el desarrollo de un sistema de alerta temprana para la gestión del riesgo asociado con la actividad de rayos, utilizando sensores y equipos especializados.
¿Cómo funciona el sistema de alerta de actividad eléctrica?
El sensor utilizado en la investigación busca medir el campo eléctrico de tormentas de manera constante. En condiciones climáticas normales, los valores de este campo oscilan entre 220 y 230 voltio por metro. Sin embargo, cuando las nubes de tormenta se acumulan, los valores aumentan considerablemente, lo que indica un mayor riesgo de la inminente caída de rayos.
El objetivo del sistema de alerta es anticipar eventos de descargas eléctricas con un margen de 15 minutos, lo que permitiría tomar medidas de seguridad en zonas de riesgo. Este tiempo es suficiente para evacuar áreas peligrosas y activar protocolos de emergencia en lugares vulnerables como instalaciones petroleras, bases militares o recintos deportivos al aire libre.
Instalación del sensor y recopilación de datos
El sensor instalado en la terraza del Bloque H de la UNAL Sede Manizales está recopilando datos que se usarán para desarrollar un aplicativo capaz de predecir la ocurrencia de rayos basándose en los cambios en el campo eléctrico ambiental. Aunque el sistema está en fase de calibración, con los datos iniciales se mejora la precisión de las predicciones.
El principal desafío del proyecto es no solo diseñar un sistema de alerta confiable, sino también asegurar su precisión. Para ello, se planea incorporar técnicas de aprendizaje automático (machine learning) para filtrar los datos y evitar falsas alarmas. Por ejemplo, el sistema deberá aprender a distinguir entre fluctuaciones inofensivas, como cuando las aves se posan sobre el sensor, y señales reales de tormentas inminentes.
Qué aplicaciones tendrá este sistema para detectar el peligro por caída de rayos
Aunque inicialmente el sistema se desarrolla para el campus, se tienen planes para su futuro. El proyecto está diseñado para ser implementado en otros entornos de alto riesgo, como zonas rurales donde la actividad ganadera es predominante, o áreas urbanas con alta concentración de personas, como estadios y parques recreativos. Por ejemplo, en áreas petroleras, donde los rayos pueden desencadenar incendios catastróficos, este sistema sería esencial para la gestión del riesgo.
Así mismo, el sistema tendría aplicaciones en la protección de equipos electrónicos y redes eléctricas. Las descargas atmosféricas pueden causar apagones y dañar sistemas sensibles. Un sistema de alerta efectivo permitiría tomar medidas preventivas, como desconectar equipos o redirigir flujos de energía antes de que ocurra una tormenta.
Un desafío científico y tecnológico
El desarrollo de este sistema de alerta de rayos, basado en la medición del campo eléctrico, es un desafío tanto científico como tecnológico y los primeros resultados son prometedores. “A medida que se afinen las técnicas de predicción y el sistema se someta a pruebas rigurosas, es probable que este se convierta en una herramienta clave para reducir los riesgos asociados con la actividad eléctrica atmosférica en Colombia”, comenta la ingeniera Cabrera.
En los últimos meses varios eventos meteorológicos en Colombia han tenido trágicas consecuencias. El 3 de febrero de 2024, en San Vicente del Caguán (Caquetá) murieron 34 vacas al ser alcanzadas por un rayo durante una tormenta. Posteriormente, el 10 de junio de 2024, en San Antonio de Prado (Medellín) un rayo mató a 17 vacas mientras se encontraban en un potrero bajo un fuerte aguacero.
Y antes, el 8 de marzo de 2023, una tormenta eléctrica en Pensilvania cobró la vida de Alberto Valencia debido a un rayo. Además, en 2023 Caldas registró 19 vendavales que afectaron a varios municipios, lo que destaca la vulnerabilidad tanto de los animales como de las personas ante fenómenos climáticos extremos. En este contexto, la iniciativa propuesta es especialmente prometedora, ya que busca abordar y mitigar los riesgos asociados con estos eventos climáticos severos.
