La Teledetección como herramienta de prevención y gestión de riesgos y emergencias

Introducción

A lo largo de la historia, la humanidad ha sido testigo de la inmensa fuerza y las consecuencias catastróficas de los fenómenos naturales. Terremotos, volcanes, huracanes, inundaciones o incendios forestales que consumen años de crecimiento en un instante…; todos ellos representan grandes desafíos para las sociedades y estructuras gubernamentales a todas las escalas. No obstante, y pese a este contexto global donde el riesgo, o la percepción de riesgo, parece haber aumentado en las últimas décadas, la innovación tecnológica ha emergido como un faro de luz. Específicamente, la teledetección se ha erigido como un pilar fundamental en la arquitectura de la gestión de desastres.

La teledetección, definida por su capacidad para la adquisición de información de forma remota, ha evolucionado hasta convertirse en una herramienta esencial, casi oracular, en la anticipación y manejo de estas adversidades naturales. Su aplicación trasciende la simple observación, permitiendo a los expertos no solo prever con mayor precisión la llegada de desastres, sino también diseñar estrategias de respuesta más efectivas y facilitar procesos de recuperación más ágiles y menos costosos.

En el presente artículo, nos adentraremos en la exploración del rol vital que juega la teledetección en el ámbito de la gestión de desastres. Analizaremos cómo esta tecnología avanzada no solo contribuye a la mitigación de los efectos devastadores de tales eventos, sino que también empodera a las comunidades para reconstruirse con mayor resiliencia ante la adversidad. La teledetección se ha convertido, indudablemente, en una aliada indispensable en la lucha constante contra las fuerzas impredecibles de la naturaleza.

El papel de la teledetección y los SIG en la gestión de riesgos y emergencias

La necesidad de preparación para riesgos y emergencias es una realidad cada vez mayor en todo el mundo, dados los límites crecientes de la peligrosidad y la vulnerabilidad de los territorios.

Gracias a las mejoras tecnológicas y la disponibilidad de soluciones confiables y efectivas, enfrentar estos obstáculos se ha vuelto menos desafiante que nunca. Las Tecnologías de Información Geográfica (TIG) se constituyen como una de esas herramientas confiables que otorgan la capacidad de hacer frente a los procesos de peligrosidad y riesgo, y es por ello, que se convierten en el mejor aliado para la preparación y gestión de las emergencias.

Su relevancia es incuestionable en cualquier protocolo de gestión de emergencias. Las TIG son fundamentales en la administración de desastres, proporcionando un conjunto de herramientas y tecnologías especializadas para la recolección, análisis y representación visual de datos geoespaciales. A continuación, delineamos algunas de las funciones esenciales de los SIG y la Teledetección en el contexto de la gestión de desastres:

• Recolección de Datos: Los SIG permiten la acumulación eficiente de datos georreferenciados, fundamentales para la cartografía de riesgos.
• Análisis Espacial: A través de los SIG, se pueden realizar análisis complejos que facilitan la identificación de áreas vulnerables y la predicción de impactos.
• Visualización: La capacidad de los SIG para transformar datos en mapas y modelos visuales es vital para la comprensión y comunicación de información crítica.
• Planificación de Respuestas: Los SIG apoyan la creación de planes de acción estratégicos, optimizando recursos y tiempos de respuesta.
• Recuperación y Reconstrucción: los SIG son esenciales para evaluar daños y planificar la reconstrucción de infraestructuras y comunidades.

Principios de aplicación y gestión de las TIG

Los SIG y la Teledetección ofrecen las siguientes capacidades aplicables al contexto de prevención y gestión de emergencias:

• Evaluación y Planificación de Riesgos:
  • Los SIG se emplean para evaluar y cartografiar áreas susceptibles a una variedad de peligros, incluyendo inundaciones, terremotos, incendios forestales, huracanes, movimientos del terreno…
  • La integración de datos sobre densidad poblacional, infraestructura, topografía y patrones históricos de eventos permite a los SIG identificar zonas de alto riesgo.
  • Los SIG son esenciales para evaluar vulnerabilidades y desarrollar planes de gestión de desastres eficaces.
• Respuesta a Emergencias y Conciencia Situacional:
  • Durante un desastre, los SIG facilitan a los equipos de respuesta la recopilación y análisis rápido de datos en tiempo real de múltiples fuentes.
  • Fuentes como imágenes satelitales, datos meteorológicos, redes sociales y redes de sensores son vitales.
  • La información recabada ayuda a crear mapas de situación, identificar áreas afectadas, estimar densidad poblacional, localizar rutas de evacuación y coordinar esfuerzos de respuesta.
• Evaluación y Recuperación de Daños:
  • Post-desastre, los SIG asisten en la evaluación de daños al superponer datos pre-desastre con imágenes aéreas o satelitales.
  • Esta superposición es crucial para identificar y cuantificar la magnitud del daño.
  • La información obtenida es fundamental para priorizar esfuerzos de recuperación, asignar recursos y estimar pérdidas económicas.
  • Los SIG también son útiles para monitorear proyectos de reconstrucción y seguir el progreso de las actividades de recuperación.

Estas funciones de los SIG subrayan su importancia en la preparación, respuesta y recuperación de desastres, proporcionando una base sólida para la toma de decisiones informadas y la implementación de acciones estratégicas.

Aplicaciones específicas de la Teledetección en la gestión de riesgos y emergencias

La Teledetección se basa en el empleo de sensores e instrumentos para la recopilación de datos de forma remota con la superficie terrestre. Estos sensores pueden ir instalados en satélites, aviones, drones o cualquier otra plataforma área o terrestre.

Gracias a la Teledetección puede desarrollarse:

• Predicción y seguimiento de riesgos naturales: La teledetección desempeña un papel crucial en la predicción de desastres y la emisión de alertas tempranas. Los sensores satelitales pueden monitorear varios parámetros, como la temperatura de la superficie del mar, la humedad atmosférica y los patrones del viento. Al analizar estos datos, se pueden detectar patrones e indicadores de desastres inminentes, como huracanes, ciclones o tsunamis, y emitir advertencias oportunas a las regiones potencialmente afectadas.
• Monitoreo de inundaciones y sequías: Las imágenes satelitales pueden evaluar cambios en los niveles de los ríos, rastrear el alcance de las inundaciones e identificar áreas en riesgo. De manera similar, la teledetección ayuda a monitorear las condiciones de sequía al analizar la salud de la vegetación, la humedad del suelo y la disponibilidad de agua, lo que permite a las autoridades implementar medidas de mitigación y asignar recursos de manera efectiva.
• Detección y gestión de incendios forestales: Los sensores satelitales equipados con tecnología infrarroja pueden detectar y rastrear incendios forestales. Al monitorear los cambios en la temperatura de la superficie terrestre y los patrones de humo, la teledetección ayuda a mapear la extensión de los incendios, identificar ubicaciones de puntos críticos y evaluar la propagación de los incendios forestales. Esta información es fundamental para la gestión de incendios y la planificación de la evacuación.
• Evaluación de daños y apoyo a los equipos de recuperación: Después de un desastre o emergencia por riesgos naturales, la teledetección permite una evaluación rápida de la magnitud de los daños. Las imágenes satelitales y las fotografías aéreas pueden proporcionar imágenes de alta resolución de las áreas afectadas, ayudando a los servicios de emergencia y a las autoridades a identificar daños en las infraestructuras, bloqueos de carreteras y áreas que requieren atención inmediata. Esta información facilita la asignación eficiente de recursos y la toma de decisiones durante las operaciones de rescate y recuperación.

Casos prácticos: la teledetección para el análisis y evaluación de inundaciones e incendios forestales

Inundaciones

La evaluación de inundaciones a través de imágenes satélite es uno de los análisis en los que identificar con mayor facilidad los recursos naturales hídricos y el impacto generado en desastres naturales. Las masas de agua tienen un comportamiento muy particular frente al espectro electromagnético y pueden realzarse visualmente a través de sencillas composiciones RGB o índices espectrales.

Los análisis de inundaciones, con ayuda de datos satélite, pueden trabajarse jugando estratégicamente con las bandas de trabajo para identificar y cuantificar las superficies las zonas afectadas por la inundación. Ante un caso de análisis de inundaciones trabajando con la óptica convencional, las bandas del SWIR son clave en la composición RGB de la imagen a analizar. Se puede comenzar a analizar la zona afectada jugando con filtros como el tradicional falso color RGB 12,11,4 de Sentinel 2.

Además de las composiciones RGB, también es posible discriminar masas de agua y ambientes húmedos empleando índices como el Índice Diferencial de Agua Normalizado (NDWI):

NDWI = (GREEN-NIR) / (GREEN+NIR)

Bajo el índice NDWI obtendrás un conjunto de valores comprendidos entre -1 y 1 con el que interpretar las zonas con presencia de agua y zonas húmedas en el territorio.

Incendios forestales

El análisis de incendios con imágenes satélite es una de las estrategias para el seguimiento y monitoreo de este tipo de eventos. Gracias a las imágenes satélite aportadas por misiones como Sentinel 2 y Landsat 8 pueden observarse y seguir con una calidad impecable. El estudio de las imágenes satélite puede mostrarnos la superficie afectada por el incendio e identificar el grado de severidad a través de índices como el NBR.

Fuera del espectro visible, la vegetación comienza a reflejar la energía, especialmente en el infrarrojo cercano (NIR). Es, en esta franja del espectro electromagnético, donde la vegetación refleja la energía de forma intensa. Posteriormente, vuelve a ser absorbida cuando avanza hacia el infrarrojo de onda corta (SWIR).

Cuando se trabajan los filtros a falso color incorporando bandas del SWIR y NIR por los canales canales RGB la vegetación se realza, especialmente a través del color del canal por el que sea filtrada la banda NIR. Por ejemplo, una composición RGB 11,8,2 para Sentinel 2 realzará las zonas vegetales más relevantes en color verde para poder ver la situación de partida.

Las bandas del SWIR son, además, una estupenda herramienta para poder observar las llamas y frentes activos debido a la capacidad de identificar la presencia de objetos sometidos a altas temperaturas.

Si empleando las bandas SWIR y NIR podemos identificar las masas vegetales sanas de las afectadas por un incendio, entonces podemos evaluar y analizar la severidad trabajando dos momentos temporales.

Para ello podemos trabajar con indicadores como el NBR (Normalized Burn Ratio). La relación de bandas NIR y SWIR ayuda a componer un índice analítico para discriminar las masas vegetales sanas de las dañadas mediante la ecuación siguiente:

NBR = (NIR – SWIR) / (NIR + SWIR)

Copernicus Emergency Management Service: un ejemplo de gestión gubernamental

El Servicio de Gestión de Emergencias de Copernicus (CEMS) forma parte del Programa Copernicus, el Programa de Observación de la Tierra de la Unión Europea. El CEMS es gestionado directamente por la Comisión Europea a través del Centro Común de Investigación.

CEMS apoya a todos los actores involucrados en la gestión de desastres naturales o provocados por el ser humano mediante el suministro de datos e imágenes geoespaciales para la toma de decisiones informadas. CEMS monitorea constantemente a Europa y al mundo en busca de señales de un desastre inminente o evidencia de que uno ocurra en tiempo real. El servicio notifica inmediatamente a las autoridades nacionales sus hallazgos o puede activarse bajo demanda y ofrece que les proporcione mapas, series temporales u otra información pertinente para gestionar mejor el riesgo de catástrofes. Los productos CEMS se crean utilizando datos satelitales, in situ (no espaciales) y modelos.

El Servicio de Gestión de Emergencias de Copernicus proporciona información geoespacial puntual y precisa (extraída de datos de teledetección por satélite y completada con las fuentes de datos in situ o abiertas disponibles) a todos los agentes que participan en la gestión de catástrofes naturales, situaciones de emergencia de origen humano y crisis humanitarias. 

El Servicio de Gestión de Emergencias consta de: 

1. Componente cartográfico 
2. Componente de alerta rápida. 

El componente cartográfico del servicio presta una cobertura mundial y proporciona mapas basados en imágenes satelitales a los agentes ya mencionados (principalmente, autoridades de protección civil y agencias de ayuda humanitaria). La prestación del servicio, plenamente operativo desde el 1 de abril de 2012, corre a cargo del Centro Común de Investigación (CCI) de la Comisión Europea. 

Los productos generados por el servicio pueden utilizarse tal cual se suministran (por ejemplo, como mapas en formato digital o impreso). También pueden combinarse con otras fuentes de datos (por ejemplo, como conjuntos digitales en un sistema de información geográfica) para respaldar el análisis geoespacial y el proceso de toma de decisiones de los gestores de emergencias. 

El componente cartográfico del Servicio de Gestión de Emergencias puede dar soporte a todas las fases del ciclo de gestión de emergencias: preparación, prevención, reducción del riesgo de catástrofes, respuesta a emergencias y recuperación. 

El componente de alerta temprana del servicio consta de tres sistemas diferentes: 

• El sistema europeo de alerta de inundaciones (EFAS), que ofrece una visión de conjunto de las inundaciones en Europa y previsiones de inundación con hasta 10 días de antelación. 
• El sistema europeo de información sobre incendios forestales (EFFIS), que proporciona información histórica y en tiempo cuasirreal sobre los incendios forestales y los regímenes de incendios forestales en Europa, Oriente Medio y África del Norte. 
• El Observatorio Europeo de la Sequía (EDO), que proporciona información y alertas tempranas de sequía para Europa. 

A escala mundial, estos tres sistemas se complementan con el sistema mundial de alerta de inundaciones (GloFAS), el sistema mundial de información contra incendios (GWIS) y el Observatorio Mundial de la Sequía (GDO). 

El servicio se presta de forma gratuita a todos los usuarios, ya sea en modo urgente, en situaciones que requieran una respuesta inmediata (más información) o en modo no urgente, para prestar apoyo a actividades de gestión de emergencias no relacionadas con la respuesta inmediata, en las que se analizan la evaluación del riesgo previa a la catástrofe y la vulnerabilidad de la población y los activos o la recuperación y reconstrucción posterior a la catástrofe.

Conclusiones

La teledetección se ha convertido en una herramienta que ha revolucionando la forma en que predecimos, gestionamos y nos recuperamos de los desastres naturales. La capacidad de recopilar datos a distancia, junto con análisis avanzados e integración GIS, permite alertas oportunas, evaluación precisa de daños y asignación efectiva de recursos.

Además, la teledetección proporciona datos valiosos para los sistemas de alerta temprana, la detección, el seguimiento y la gestión de fenómenos naturales adversos. Permite analizar patrones, evaluar riesgos y emitir advertencias oportunas a regiones potencialmente afectadas. Este enfoque proactivo puede reducir significativamente la pérdida de vidas y económicas asociadas con los desastres naturales.

A medida que la tecnología continúa avanzando, las técnicas de teledetección se vuelven más sofisticadas, implementándose el uso de drones, imágenes satelitales de alta resolución y algoritmos avanzados de análisis de datos mejoran aún más la precisión y puntualidad de la información para la toma de decisiones.

A medida que la tecnología siga evolucionando, el potencial de la teledetección en la gestión de desastres no hará más que crecer, convirtiéndola en una herramienta indispensable para construir un futuro más seguro y resiliente.

Etiquetas: copernicus, emergencias, riesgos, sig, teletedeccion