NYU está construyendo una red de sensores ultrasónicos de inundación en el vecindario Gowanus de Nueva York

Pla gente hizo algunos 760 millones de viajes a bordo del metro de Nueva York el año pasado. Concedido, eso está abajo de alrededor 1.7 trillón excursiones, antes de la pandemia, pero aún superó con creces a los siguientes dos sistemas de tránsito más grandes: Metro de DC y la Autoridad de Tránsito de Chicago — combinado. Así que cuando hay grandes tormentas, como los restos del huracán Ida del año pasado, nor'easts, fuertes aguaceros o mareas crecientes inundan las áreas costeras bajas y la infraestructura de Nueva York, es un gran problema.

Y es un trato que solo se está haciendo más grande gracias al cambio climático. Los niveles del mar alrededor de la ciudad han ya subió un pie en el siglo pasado con otro aumento esperado de 8 a 30 pulgadas para mediados de siglo, y hasta 75 pulgadas adicionales para 2100, según el Panel sobre Cambio Climático de la Ciudad de Nueva York. Para ayudar a los urbanistas, los socorristas y los ciudadanos comunes por igual a prepararse mejor para las tormentas de 100 años que ocurren cada vez más cada pareja, los investigadores de Grupo de Inundaciones Urbanas de NYU han desarrollado un sistema de sensores a nivel de la calle que puede rastrear el aumento de las mareas en la calle en tiempo real.

La ciudad de Nueva York está ubicada sobre una serie de islas bajas y ha sido sujeto a las furias de los huracanes del Atlántico medio A través de su historia. Según los informes, en 1821, un huracán azotó directamente la ciudad, inundando calles y muelles con olas de 13 pies que se elevaron en el transcurso de solo una hora; una tormenta Cat I posterior en 1893 barrió todos los signos de civilización de Hog Island, y una Cat III pasó sobre Long Island, matando a 200 y causando grandes inundaciones. Las cosas no mejoraron con el advenimiento de una convención de nombres de tormentas. Carol en 1954 también provocó inundaciones en toda la ciudad, Donna en el 60 trajo consigo una marejada ciclónica de 11 pies e Ida en 2021 vio una cantidad de lluvia sin precedentes y las inundaciones posteriores en la región. matando a más de 100 personas y causando casi mil millones de dólares en daños.

Como explica el Departamento de Planificación de la Ciudad de Nueva York, cuando se trata de establecer códigos de construcción, zonificación y planificación, la ciudad se basa en los Mapas Preliminares de Tasas de Seguro contra Inundaciones (PFIRM, por sus siglas en inglés) de FEMA para calcular el riesgo de inundación de un área. PFIRM cubrir las áreas donde, “se espera que las aguas de inundación aumenten durante un evento de inundación que tiene un 1 por ciento de probabilidad anual de ocurrir”, a veces llamado llanura aluvial de 100 años. A partir de 2016, unos 52 millones de pies cuadrados de la costa de la ciudad de Nueva York se incluyen en esa categorización, lo que afecta a 400,000 2050 residentes, más que la población total de Cleveland, Tampa o St. Louis. Para 100, se espera que esa área de efecto se duplique y que la probabilidad de que ocurran inundaciones de 30 años podría triplicarse, lo que significa que las posibilidades de que su hogar enfrente inundaciones significativas en el transcurso de una hipoteca de 26 años aumentarían de alrededor del 80 por ciento actual a casi el XNUMX por ciento a mediados de siglo.

Como tal, responder a las inundaciones de hoy mientras se prepara para el empeoramiento de los eventos en el futuro es una tarea fundamental para la administración de la Ciudad de Nueva York, que requiere coordinación entre el gobierno y las ONG a nivel local, estatal y federal. FloodNet, un programa lanzado primero por NYU y ampliado con la ayuda de CUNY, opera a nivel hiperlocal para brindar una mirada calle por calle a las inundaciones en un vecindario determinado. El programa comenzó con Urban Flooding Group de NYU.

“Básicamente, estamos diseñando, construyendo y desplegando sensores de bajo costo para medir las inundaciones a nivel de la calle”, dijo la Dra. Andrea Silverman, ingeniera ambiental y profesora asociada de la Universidad de Nueva York. Departamento de Ingeniería Civil y Urbana, Dijo Engadget. “La idea es que pueda proporcionar datos cuantitativos muy necesarios. Antes de FloodNet, no había datos cuantitativos sobre las inundaciones a nivel de la calle, por lo que las personas realmente no tenían una idea completa de la frecuencia con la que se inundaban ciertos lugares: la duración de las inundaciones, la profundidad, las tasas de inicio y drenaje, por ejemplo.

“Y todas estas son piezas de información que son útiles para la planificación de infraestructura, por un lado, pero también para la gestión de emergencias”, continuó. “Así que tenemos nuestros datos disponibles, envían alertas para ver a las personas interesadas, como el Servicio Meteorológico Nacional y la gestión de emergencias, para ayudar a informar su respuesta”.

FloodNet se encuentra actualmente en desarrollo temprano con solo 23 unidades de sensores erigidas en postes de 8 pies de alto en todo el vecindario de Gowanus en Brooklyn, aunque el equipo espera expandir esa red a más de 500 unidades en toda la ciudad dentro de la próxima media década. Cada sensor de FloodNet es un sistema autónomo alimentado por energía solar que utiliza ultrasonido como un telémetro invisible: a medida que aumenta el nivel del agua, la distancia entre la superficie de la calle y el sensor se reduce, calculando la diferencia entre eso y las lecturas de línea de base muestra la cantidad de agua. ha subido el nivel. El equipo de la NYU optó por una solución basada en ultrasonido en lugar de, por ejemplo, LiDAR o RADAR, debido a que la tecnología de ultrasonido es un poco menos costosa y proporciona datos de retorno más enfocados, además de ser más precisa y requerir menos mantenimiento que un sensor de agua de contacto básico.

Los datos que produce cada sensor se transmiten de forma inalámbrica utilizando un transceptor LoRa a un concentrador de puerta de enlace, que puede extraerse de cualquier sensor dentro de un radio de una milla y enviarlo a través de Internet a los servidores de FloodNet. A continuación, los datos se muestran en tiempo real en la Página de inicio de FloodNet.

“La ciudad ha invertido mucho en modelos predictivos [estimando] dónde se inundaría con una cierta cantidad de lluvia o aumentaría la marea”, dijo Silverman. No será necesario instalar sensores en cada esquina para que sean más efectivos, señaló. Hay “ciertos lugares que tienen más probabilidades de ser inundables por la topología o por la red de alcantarillado o por la proximidad a la costa, por ejemplo. Por eso usamos esos modelos para tratar de tener una idea de los lugares donde puede ser más propenso a las inundaciones”, así como llegar a los residentes locales con conocimiento de primera mano de las áreas probables de inundación.

Para implementar aún más el programa, los sensores deberán someterse a un ligero rediseño, señaló Silverman. “En la próxima versión del sensor, estamos tomando lo que aprendimos de nuestra versión actual y haciéndolo un poco más fabricable”, dijo. “Estamos en el proceso de probar eso y luego esperamos comenzar nuestra primera ronda de fabricación, y eso es lo que nos permitirá expandirnos”.

FloodNet es una empresa de código abierto, por lo que todos los esquemas de sensores, firmware, guías de mantenimiento y datos están disponibles gratuitamente en la página de GitHub del equipo. “Obviamente, necesita tener algún tipo de conocimiento técnico para poder construirlos; puede que no sea en este momento donde cualquiera pueda construir un sensor, implementarlo y estar en línea de inmediato, en términos de ser capaz de generar los datos, pero estamos tratando de llegar allí”, admitió Silverman. "Eventualmente, nos encantaría llegar a un lugar donde podamos escribir los diseños de una manera que cualquiera pueda abordar".