TECNOLOGÍA
Desastres naturales vistos desde el espacio
Víctor Hugo Domínguez-Meza e Ignacio González-Gutiérrez
Resumen
El avance tecnológico de los satélites permitió la primera fotografía de la Tierra desde el espacio en 1946, iniciando misiones de observación terrestre con base en imágenes satelitales. Actualmente, se estima que más de 9 900 satélites artificiales orbitan la Tierra. La percepción remota, basada en principios físicos de interacción de la luz con los materiales, permite obtener información detallada y continua sobre la Tierra sin contacto físico. Los sensores de los satélites captan distintas longitudes de onda del espectro electromagnético para identificar materiales con precisión. Esta tecnología se aplica en el monitoreo de desastres naturales, como sismos, erupciones volcánicas y derrames de petróleo, brindando información valiosa para la prevención de pérdidas.
Palabras clave: Desastres naturales, percepción remota, satélites.
RECIBIDO: 30/06/2024; ACEPTADO: 03/12/2024; PUBLICADO: 03/11/2025
Los satélites monitorean y previenen desastres naturales
Seguramente, más de alguna vez, has usado tu teléfono celular para revisar el pronóstico del clima, escuchado en las noticias que se avecina un huracán o que se encontraron manchas de petróleo en el océano, pero, ¿te has preguntado cómo es que puedes tener esa información tan rápido? Los satélites que recorren la órbita de la Tierra no solo nos permiten estar conectados globalmente, sino que también son herramientas fundamentales en el monitoreo y prevención de distintos desastres naturales como huracanes, erupciones volcánicas, terremotos o incendios forestales, entre otros; así como de la previsión e identificación de los daños provocados a su paso.
Un poco de historia
Las imágenes aéreas se han popularizado en los últimos años con la llegada de los drones; sin embargo, se considera que la primera fotografía aérea fue tomada en 1858, en Francia, a una altura de 80 metros, a bordo de un globo aerostático, por el fotógrafo Nadar. Más de un siglo después, entre los años 1970 y 2000, en México, el INEGI (Instituto Nacional de Estadística y Geografía) llevó a cabo varios vuelos en avioneta equipados con cámaras y se tomaron fotografías para la evaluación de daños y desarrollo de planes de contingencia en áreas afectadas por desastres naturales. Los avances tecnológicos y el lanzamiento de los satélites hicieron posible la primera fotografía de la Tierra hecha desde el espacio exterior en 1946 a más de 100 kilómetros de altura.
A partir de este evento, las misiones de observación terrestre se desarrollaron con base en imágenes satelitales, las cuales tomaron relevancia. Organizaciones dedicadas al monitoreo de satélites estimaron que, para mayo de 2024, existen más de 9 900 satélites artificiales recorriendo la órbita de nuestro planeta. La Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA por sus siglas en inglés) ha abierto un canal gratuito de transmisión en vivo desde la Estación Espacial Internacional (EEI), activo desde 2014, en donde se transmite la grabación de la Tierra de manera continua a una altura que oscila entre los 300 y los 500 km y que sigue la trayectoria de la EEI.
Principios físicos de la percepción remota
Las imágenes satelitales permiten obtener información confiable, detallada, continua y de bajo costo sobre el estado de salud de la Tierra gracias a la tecnología con la que cuentan los sensores instalados en los satélites. Los sensores son instrumentos que miden la energía reflejada o emitida y su funcionamiento, con base en la interacción entre la luz solar y las distintas cubiertas que existen en el planeta. En otras palabras, cuando la luz choca con un material en la superficie terrestre, parte de esta luz es absorbida por el material y la otra es reflejada o «rebotada».
¿Te has fijado cómo la ropa blanca es más brillante bajo el sol que la ropa negra? El color blanco refleja, en su mayoría, la luz del sol, mientras que el color negro la absorbe. El mismo principio físico utilizan los satélites: diferentes materiales (o coberturas del suelo) reflejan y absorben la luz solar en proporciones únicas, de esta manera los científicos pueden saber qué tipo de terreno se está estudiando, con base en la manera única en la que la luz es reflejada y captada por el sensor.
A la aplicación de estas técnicas físicas para el estudio de los objetos, sin necesidad de estar en contacto físicamente con ellos, se le conoce como percepción remota o teledetección. Un sistema de percepción remota cuenta con tres componentes principales: una fuente de energía, un sensor y un objeto a observar. Se puede poner como ejemplo el sentido de la vista humana, en donde nuestros ojos hacen la función de los sensores y solo podemos observar los objetos que reflejan la luz, mientras que los colores son determinados por la manera en la que se comporta la luz cuando entra en contacto con dicho objeto.
La percepción remota nos permite evaluar de manera casi inmediata los daños provocados por el paso de un desastre natural aprovechando las propiedades de la luz, el espectro electromagnético y el terreno, así como también identificar catástrofes antropogénicas como derrames de petróleo o islas de basura en el océano.
El espectro electromagnético
Ya hemos mencionado que los sensores trabajan con la luz reflejada por los distintos materiales, pero, ¿sabías que existen diferentes tipos de luz? Desde el punto de vista de la Física, se le conoce como luz visible a la porción de la luz que podemos captar con nuestros ojos, que es una pequeñísima fracción, y como luz invisible al resto de la luz que no podemos ver, pero que igual existe, por ejemplo, los rayos X, ultravioleta u ondas de microondas. A todo el conjunto de tipos de luz existentes se le conoce como espectro electromagnético y la ciencia las categoriza en función de la cantidad de energía que contienen y la distancia que existe entre dos crestas consecutivas de una onda. Las ondas más largas, como las de telecomunicaciones o de radar, tienen menos energía, mientras que las ondas más cortas, como los rayos X o la luz ultravioleta, tienen más energía.
Dependiendo de la cobertura a estudiar, la luz reflejada puede estar dentro del espectro visible o invisible, y tener distintas longitudes de onda. Los satélites actuales pueden distinguir entre distintos tipos de luz, debido a que los sensores cuentan con múltiples bandas espectrales que captan específicamente ciertas longitudes de onda, lo que permite la identificación de distintos materiales de manera precisa y sin ambigüedades.
Desastres naturales vistos desde el espacio
¿Y cómo se relacionan los desastres naturales, el espectro electromagnético y la percepción remota? Por el procesamiento de las imágenes satelitales con programas de cómputo robustos y especializados que permiten monitorear la evolución de fenómenos naturales en tiempo real y los daños provocados después de su paso de manera inmediata. Por ejemplo, la identificación de fallas geológicas con potencial de provocar sismos ha sido estudiada por el satélite Landsat, perteneciente a la NASA, utilizando ondas de radar, infrarrojas e imágenes en blanco y negro para crear mapas de riesgos y vulnerabilidad para las localidades cercanas a las zonas de peligro. La emisión de calor de un volcán es captada por las bandas térmicas e infrarrojas instaladas a bordo del satélite francés SPOT, que permite detectar el calor interior del terreno y monitorear su movimiento.
Por otro lado, la lluvia es monitoreada por la misión de Medición de la Precipitación Global (GPM por sus siglas en inglés) que aprovecha múltiples secciones del rango de las microondas y el radar, y sus mediciones se hacen públicas de manera gratuita para el público en general. Otra aplicación interesante que combina ambos tipos de luz, es la identificación de manchas de petróleo en el mar, ya que emplea la región visible, infrarroja y ultravioleta.
El uso correcto de la percepción remota puede brindar información útil para prevenir grandes pérdidas provocadas por desastres naturales o antropogénicos, porque se pueden generar pronósticos, sugerencias, evaluaciones, lineamientos o recomendaciones casi en tiempo real para la toma de decisión de las autoridades. El futuro de los estudios terrestres está en la percepción remota y no será sorpresa que cada satélite nuevo puesto en órbita, tendrá mejoras con respecto al anterior y brindará información de mayor calidad.
Víctor Hugo Domínguez-Meza. Estudiante del programa de Maestría en Ciencias, Medio Ambiente y Sistemas Agropecuarios, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Autónoma de Tamaulipas. Ciudad Victoria, Tamaulipas.
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Ignacio González-Gutiérrez. Profesor e investigador de la Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Autónoma de Tamaulipas. Ciudad Victoria, Tamaulipas.
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Centro Nacional de Prevención de Desastres. (30 de marzo de 2021). Tecnología espacial y percepción remota en la prevención de desastres. Secretaría de Seguridad y Protección Ciudadana. https://www.gob.mx/cenapred/articulos/tecnologia-espacial-y-percepcion-remota-en-la-prevencion-de-desastres
Sergieieva K. (26 de abril de 2023). Tipos de satélites. EOSDA Blog. https://eos.com/es/blog/tipos-de-satelites/#en-base-a-la-orbita
Villalobos J.A. (25 de junio de 2023). Radiaciones electromagnéticas. CIENTEC. https://www.cientec.or.cr/articulos/radiaciones-electromagneticas