PFC de José Manuel García Romero sobre Manchas Solares – julio 2015

José Manuel García Romero presentó después de mucho tiempo su PFC (Proyecto Fin de Carrera), con todo lo difícil que resulta estar trabajando y haciendo el PFC, además al estar fuera en Bruselas siempre la distancia añade un «pequeño» hándicap más. Lo presentó el miércoles 22 de julio de 2015, justo antes del verano, aunque aún tenía la posibilidad de hacerlo en la convocatoria de julio hasta el 10 de septiembre. Ahora sin la convocatoria de septiembre, y con los exámenes en mayo y julio, a los estudiantes se les deja presentar su PFC, TFG y TFM hasta principios de septiembre con el inicio del curso siguiente, pero como sí fuese de la convocatoria de julio, para que puedan acabar su titulación en tiempo.

No es el primer PFC que presentamos sobre Manchas Solares. Estos trabajos surgen de la colaboración con el profesor José Vaquero @josemvaquero, que estuvo impartiendo su docencia en la @EPCC_Unex (Escuela Politécnica de Cáceres) y ahora lo hace en el @CUM_UEx (Centro Universitario de Mérida).

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ANTECEDENTES:

  1. Estimación automática del área de manchas solares” PFC de Nuria Carrasco Gallardo, Septiembre 2008. Este trabajo fue la primera aplicación realizada para el análisis de las manchas solares. Constaba de una pequeña aplicación de escritorio que analizaba imágenes solares, los resultados podían exportarse a través de ficheros de texto. La aplicación tenía pocas funcionalidades, las imágenes debían añadirse de una en una, lo cual hacía pesado procesar un gran número de imágenes.
  2. “Identificación y agrupación automática de manchas solares” PFC de Pablo Bueno Plaza, Junio de 2010. Este trabajo fue continuación del anterior, se mejoraron los algoritmos de detección de manchas obteniendo mejores resultados. Además se añadieron nuevas funcionalidades como la posibilidad de procesar imágenes por lotes. Se realizaron estudios estadísticos comparando la actividad solar recogidas en medias mensuales por los observatorios frente a los datos recogidos por la aplicación.
  3. “A Tool for the Automatic Determination of Solar Activity Indices from Full-Disk Solar Images in White-Light” TFM de Daniel Elias Gutierrez, Junio de 2011. Este trabajo tuvo como misión volver a realizar gráficas con los resultados teóricos de diversos observatorios desde el año 2002 hasta el 2010, realizando comparaciones punto a punto, para detectar posibles fallos y realizar posibles mejoras en los algoritmos.
  4. «Sunspotweb: Analyzing sunspots with a web application” TFM de Victor Castiñeira García, Febrero 2013. Finalmente el presente TFM con el que conseguimos mejorar los resultados que ofrecía la aplicación en proyectos anteriores. El objetivo final de este trabajo es desarrollar y desplegar finalmente la aplicación en web: http://www.sunspotweb.es de uso gratuito, aunque es necesario registrarse previamente.

 

El trabajo actual ha cambiado un poco la línea en la que se venían haciendo los desarrollos anteriores:

Decir que la actividad solar ha podido ser estudiada en profundidad hasta llegar a constatar que su comportamiento es cíclico, con periodos de mayor y menor actividad que se repiten periódicamente con un intervalo de aproximadamente unos 11 años.

Pero no solo se ha podido detectar esa periodicidad sino que también se han podido observar a lo largo de los últimos dos mil años que han existido periodos más o menos prolongados en los cuales la actividad solar ha sido extraordinariamente baja, y el más claro ejemplo de ello es el llamado Mínimo de Maunder, un periodo que va desde 1645 hasta 1715 y durante el cual se registraron temperaturas inusualmente bajas en Europa. Este periodo es el que hemos elegido para profundizar en su estudio y poder dar un poco más de luz, si es posible, al conocimiento acerca del funcionamiento del Sol.

Así el título del PFC fue: «Análisis automático de imágenes para determinar la relación del área de la umbra y la penumbra de manchas solares durante el mínimo de Maunder»

Hemos querido con este trabajo unir los dos elementos citados, el periodo Mínimo de Maunder, y el análisis de las manchas solares durante este periodo. Dicho ratio está directamente relacionado con la actividad de la capa de convección solar, y afecta directamente a algo tan importante para nosotros como lo es el clima en la Tierra.

Para poder realizar este estudio hemos tenido que centrarnos en varios puntos, el primero de ellos es la creación de una base de datos de imágenes de manchas solares realizadas por astrónomos y científicos de la época, para lo cual hemos tenido que acceder a diversos archivos, bibliotecas y observatorios con material y datos sobre este tema (Observatorio de Cádiz, Observatoire de Paris, Bibliothèque Nationale de France, Mémoires de l’Académie de las Sciences, Journal des Sçavans, Philosophical Transactions…). El segundo ha sido el análisis de las tecnologías de tratamiento de imágenes que podríamos utilizar para extraer el dato de ratio umbra-penumbra de las manchas solares encontradas, para lo cual finalmente hemos usado el estándar de facto para el análisis de imagen que es OpenCV y su wrapper para C# EmguCV que nos ha facilitado enormemente el desarrollo debido a su rápida curva de aprendizaje.

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Finalmente hemos podido obtener los ratios aplicando distintos métodos de tratamiento de imágenes basado en filtros de imagen que pueden servir para posteriores estudios analíticos y para determinar la coherencia de los datos, comparándolos con estudios similares llevados a cabo en esta materia.

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Entradas relacionadas con esta noticia en este blog:

https://gim.unex.es/blogs/pablogr/2013/03/31/presentacion-tfm-de-victor-castineira-sunspotweb-analyzing-sunspots-with-a-web-application-en-el-master-de-ingenieria-informatica/

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@pablogarguez es actualmente Director General de Agenda Digital de la Consejería de Economía, Ciencia y Agenda Digital de la Junta de Extremadura, desde septiembre de 2019, siendo responsable básicamente de la Conectividad y la Transformación Digital en consonancia con la políticas de la Unión Europea. Fue Director de la Escuela Politécnica de Cáceres (School of Technology) de la Universidad de Extremadura durante 3 años (2017-2019), con titulaciones de grado, máster y doctorado en los campos de Ingeniería Civil, Edificación, Informática y Telecomunicaciones. Su trayectoria docente comienza en 1997 en la Universidad de Extremadura con su centrada en asignaturas de Programación en Ingeniería Informática y en el campo de las Bases de Datos y los Sistemas de Información. En el año 2000 defendió su tesis doctoral en la Universidad de Extremadura, que es la primera con mención de Tesis Europea de la Universidad, obteniendo el título de Doctor en Ingeniería Informática por la UEx. Su actividad investigadora se ha centrado en las áreas de Ciberseguridad, el BigData, el Internet de las Cosas (IoT), la Visión por Computador y el desarrollo de técnicas de Reconocimiento de Patrones y Análisis de Imagen. Fruto de esta labor de investigación, resaltar que es coautor de más de veinte artículos publicados en revistas internacionales indexadas en JCR, con un índice H de 12 en cuanto a las citas conseguidas por estos artículos. Actualmente tiene 3 sexenios de investigación a nivel nacional, y el último de ellos es un sexenio vivo (activo). También posee un sexenio de transferencia de los nuevos habilitados por el Ministerio (2019).

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