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Los datos de los satélites y las capacitaciones de la NASA ayudaron a Uruguay a crear una herramienta de respuesta a sequías que su Dirección Nacional de Aguas (DINAGUA) utiliza ahora para monitorear los embalses y orientar las decisiones ante las emergencias. Un enfoque similar podría ser aplicado en Estados Unidos y en otros países del mundo.
Entre 2018 y 2023, Uruguay vivió su peor sequía en casi un siglo. La ciudad capital de Montevideo, hogar de casi dos millones de habitantes, se vio especialmente afectada. A mediados de 2023, el nivel del embalse de Paso Severino, el mayor embalse y una de las principales fuentes de agua de Montevideo, había caído a tan solo el 1,7% de su capacidad. A medida que disminuían los niveles de agua, las autoridades gubernamentales declararon una emergencia hídrica. Comenzaron por identificar los suministros de respaldo y se preguntaron: ¿Quedaba agua en otros embalses corriente arriba, utilizados principalmente para abastecer de agua potable al ganado y para el riego, que pudiera servir de ayuda?
Fue entonces cuando el ingeniero ambiental Tiago Pohren y sus colegas de la Dirección Nacional de Aguas de Uruguay (DINAGUA – Ministerio de Ambiente), recurrieron a los datos y capacitaciones de la NASA para desarrollar una herramienta en línea que pudiera ayudar a responder esa pregunta y mejorar el monitoreo de los embalses de esa nación.
“Los datos satelitales pueden fundamentar todo tipo de acciones, desde la programación del riego en las Grandes Llanuras hasta la gestión de la calidad del agua en la bahía de Chesapeake”, dijo Erin Urquhart, gerente del programa de recursos hídricos en la sede central de la NASA en Washington. “La NASA proporciona los datos confiables que son necesarios para responder a las crisis del agua en cualquier parte del mundo”.
Aprender a detectar agua desde el espacio
El equipo de especialistas de DINAGUA obtuvo información acerca de los recursos de la NASA en 2022, durante un taller en Buenos Aires organizado por el Equipo de Ciencia y Aplicaciones del Grupo de Trabajo Interinstitucional sobre el Agua (ISAT, por sus siglas en inglés). El taller, dirigido por la NASA, el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de Estados Unidos y el Departamento de Estado de ese país, se centró en el desarrollo de herramientas para ayudar a gestionar el agua en la cuenca del Río La Plata, la cual abarca varios países de Sudamérica, incluyendo a Uruguay.
En el taller, investigadores de la NASA presentaron a los participantes métodos para medir los recursos hídricos desde el espacio. El programa de Teledetección Aplicada (ARSET, por su acrónimo en inglés) de la NASA también ofreció una introducción a los principios de la teledetección.
“La NASA no solo entrega datos”, dijo John Bolten, científico principal de la NASA para ISAT y jefe del Laboratorio de Ciencias Hidrológicas en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Colaboramos con nuestros socios y con expertos locales para traducir los datos en información útil, utilizable y pertinente. Ese tipo de desarrollo conjunto es lo que hace que los programas de la NASA sobre recursos hídricos sean tan efectivos en el terreno, en casa y en todo el mundo”.
El equipo de DINAGUA ofreció a Pohren ideas para una herramienta que aplica imágenes satelitales de Landsat y Sentinel para detectar cambios en los embalses de Uruguay. Landsat, una misión conjunta de la NASA y el Servicio Geológico de Estados Unidos, proporciona décadas de imágenes satelitales para hacer seguimiento de los cambios en los suelos y en el agua. Las misiones Sentinel, las cuales forman parte del programa Copérnico de Observación de la Tierra gestionado por la Comisión Europea y que son operadas por la ESA (Agencia Espacial Europea), proporcionan imágenes complementarias en los espectros visibles, infrarrojos y de microondas para el análisis de las aguas superficiales.
Desde muy temprana edad, Pohren ha estado familiarizado con los desafíos relacionados con el agua, ya que las inundaciones periódicas afectaban los hogares de sus familiares en su pueblo natal, en Montenegro, Brasil. Esto fue una motivación adicional para él, mientras exploraba las guías didácticas de ARSET y aprendía a escribir código informático de manera autodidacta. El resultado fue una herramienta de monitoreo capaz de estimar la superficie de los embalses de Uruguay a lo largo del tiempo.
La herramienta se basa en varias técnicas para diferenciar la extensión de la superficie del agua de los embalses. Estas técnicas incluyen tres indicadores ópticos derivados de los satélites Landsat 8 y Sentinel 2:
- Índice Diferencial de Agua Normalizado (NDWI, por sus siglas en inglés), el cual resalta el agua comparando cuánta luz verde y del infrarrojo cercano se refleja. El agua absorbe la luz infrarroja, de modo que se destaca claramente y se diferencia del suelo.
- Índice Diferencial de Agua Normalizado Mejorado, el cual intercambia el infrarrojo cercano con el infrarrojo de onda corta para mejorar el contraste y reducir los errores al diferenciar entre el agua y las zonas urbanizadas o con vegetación.
- Índice Automatizado de Extracción de Agua,que combina cuatro tipos de luz reflejada: verde, infrarrojo cercano y dos bandas infrarrojas de onda corta, para ayudar a distinguir el agua de las sombras y otras características oscuras.
De herramienta de emergencia a un activo de uso cotidiano
En 2023, el equipo de DINAGUA empleó la herramienta de Pohren para analizar los embalses situados aguas arriba de la toma de agua potable de Montevideo. Pero los datos revelaron un panorama difícil.
“Había agua disponible en otros embalses, pero era una cantidad muy pequeña en comparación con la demanda de agua de la región metropolitana de Montevideo”, dijo Pohren. Las simulaciones mostraron que, incluso si se liberaba toda el agua, la mayor parte no llegaría a la toma de agua de Montevideo ni al embalse de Paso Severino.
A pesar de estas noticias, ese análisis impidió acciones que podrían haber desperdiciado importantes recursos para el mantenimiento de las actividades productivas en la cuenca alta, dijo Pohren. Entonces, en agosto de 2023, la lluvia comenzó a llenar de nuevo los embalses de Uruguay, lo que permitió al país declarar el fin de la crisis del agua.
Aunque la crisis inmediata del agua ha pasado, las herramientas que Pohren creó serán útiles en el futuro, en Uruguay y en todo el mundo. Durante un taller de ISAT en 2024, Pohren compartió su herramienta con gestores internacionales de recursos hídricos, con la esperanza de que esto pudiera ayudar a sus propios esfuerzos de respuesta a la sequía. Y los funcionarios de DINAGUA todavía la usan para identificar y monitorear represas, embalses de riego y otros cuerpos de agua en Uruguay.
Pohren continúa utilizando la capacitación y los datos de la NASA para fomentar el progreso en la gestión de los embalses. Actualmente, está explorando la idea de hacer una capacitación de ARSET sobre cómo la misión de Topografía de las Aguas Superficiales y Oceánicas (SWOT, por sus siglas en inglés) mejorará aún más ese sistema al permitir que DINAGUA mida directamente la altura del agua en los embalses. También está haciendo seguimiento a la nueva misión conjunta de la NASA con la ISRO (Organización de Investigación Espacial de la India), llamada Radar de Apertura Sintética de NASA-ISRO (NISAR, por su acrónimo en inglés), que fue lanzada el 30 de julio. El satélite NISAR proporcionará datos de radar que detectan cambios en la extensión del agua, independientemente de la nubosidad o la hora del día.
“Si llegara a ocurrir de nuevo una sequía”, dijo Pohren, “con las herramientas que tenemos ahora, estaremos mucho mejor preparados para entender cuáles son las condiciones de la cuenca y, luego, hacer predicciones”.
Por Melody Pederson, Rachel Jiang
Las autoras desean agradecer a Noelia González, Perry Oddo, Denise Hill y Delfina Iervolino por su apoyo en la entrevista, así como a Jerry Weigel por comunicarse con Tiago para el desarrollo de la herramienta.
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