2.5 Vision: Más Allá de la Visibilidad
«You keep on learning and learning, and pretty soon you learn something no one has learned before.»
— Richard Feynman
¿Qué nos cuentan las imágenes del aire que respiramos?
Imagina dos panorámicas de la ciudad de Medellín tomadas desde un mismo lugar:
Figura 1: Una panorámica clara y nítida de Medellín, con montañas y edificios claramente visibles.
Figura 2: Una panorámica donde la visibilidad está afectada, ocultando detalles del paisaje.
En la primera imagen, las montañas al fondo se ven nítidas, los edificios claramente delineados, y hasta los detalles más pequeños parecen saltar a la vista. En la segunda, todo parece envuelto en una niebla difusa: las montañas son menos visibles y los edificios se confunden con el fondo. ¿Qué explica esta diferencia?
Podrías pensar que es el clima, el momento del día o incluso la cámara. Pero la verdadera razón reside en la interacción de la luz con las partículas suspendidas en la atmósfera. Estas partículas pueden ser contaminantes como los aerosoles o simples gotas de agua suspendidas. En esencia, la visibilidad atmosférica que observamos en estas imágenes está directamente relacionada con la profundidad óptica: qué tanto podemos “ver” a través del aire.
Sin embargo, esta primera impresión es puramente cualitativa. Cada observador podría interpretar estas imágenes de forma diferente según su percepción: lo que para uno parece nublado, para otro podría ser una ligera bruma. ¿Podemos entonces cuantificar esta relación? ¿Es posible convertir estas impresiones en datos precisos que expliquen científicamente lo que vemos? Aquí es donde entra 2.5 Vision.
A continuacón verás una descripción poco técnica del proyecto. Si deseas ver los detalles técnicos pues visitar 2.5Vision
La ciencia detrás de la visibilidad
2.5 Vision toma su nombre del material particulado PM2.5, diminutas partículas en suspensión cuyo diámetro es menor a 2.5 micrómetros. Estas partículas no solo afectan nuestra salud, sino también nuestra capacidad para ver a través del aire. Al analizar imágenes panorámicas de la ciudad, buscamos identificar las condiciones atmosféricas responsables de las diferencias en visibilidad.
Estas condiciones se dividen principalmente en dos categorías:
- Humedad atmosférica: Moléculas de agua en el aire que afectan la dispersión de la luz.
- Contaminación: Aerosoles y partículas derivadas de actividades humanas como la quema de combustibles fósiles.
El objetivo de 2.5 Vision es distinguir entre estas dos causas utilizando tácticas de visión artificial. Entrené modelos que analizan imágenes digitales y determinan si la pérdida de visibilidad se debe a factores climáticos o contaminantes. Los detalles técnicos de este proceso de entrenamiento están documentados, pero aquí quiero compartir el impacto del proyecto.
La tecnología detrás de 2.5 Vision
En el corazón del proyecto se encuentra un sensor: la cámara de un teléfono celular. Estos dispositivos, equipados con sensores CMOS, capturan la luz que llega a ellos y convierten esa información en señales eléctricas mediante el efecto fotoeléctrico 1. Este fenómeno, descrito en la Ley de Beer-Lambert, explica cómo la intensidad de la luz disminuye al atravesar partículas suspendidas en el aire. Al medir esta disminución, podemos calcular la profundidad óptica de la atmósfera.
¿Por qué usar una cámara de celular? Porque es lo que hay. También porque estos sensores son increíblemente sensibles a la luz dispersada, lo que los convierte en herramientas ideales para evaluar la interacción de la luz solar con la atmósfera.
Medellín: Un laboratorio atmosférico único
La ciudad de Medellín, enclavada entre montañas en el Valle de Aburrá, ofrece un entorno ideal para este tipo de estudios. Sus características geográficas y demográficas generan una dinámica atmosférica única: una mezcla de vapor de agua, partículas contaminantes y condiciones climáticas cambiantes. Realmente soy muy feliz de vivir en un laboratorio de fenómenos atmosféricos 24/7.
Todo el detalle técnico está en los fundamentos físicos ↩︎