Satélites: mil ojos para vigilar y actuar contra el cambio climático
Incendios, inundaciones, islas de calor o emisión de gases ya se monitorizan desde el espacio. La IA permite cruzar datos y detectar antes los cambios del territorio
Qué aspecto tiene el cambio climático visto desde el espacio? A cientos de kilómetros de altura, la visión de los satélites es una herramienta clave para conocer qué le está ocurriendo al planeta. “La evolución ha sido extraordinaria”, señala José Sobrino, director del Image Processing Laboratory (IPL) de la Universidad de Valencia. “Hace dos décadas disponíamos de menos objetos y la frecuencia con la que obteníamos información era mucho menor. Hoy tenemos constelaciones completas y, para determinadas aplicaciones, podemos disponer de nuevas observaciones incluso varias veces al día”, indica.
Según la consultora Pixalytics, en 2016 había unos 374 aparatos de observación terrestre. Hoy, son más de 1.000, casi el triple. Y la flota seguirá creciendo. Novaspace, otra consultora especializada, prevé más de 6.500 lanzamientos hasta 2035, aunque parte será para sustituir a unidades que lleguen al final de su vida útil.
El avance no se mide solo en el número de satélites en el espacio, sino también en lo que estos son capaces de captar. “Han aumentado enormemente su resolución espacial, espectral y radiométrica, lo que nos permite estimar con mucha mayor precisión parámetros como la temperatura de la superficie, la humedad del suelo, la evapotranspiración, el estado de la vegetación, determinadas propiedades de las aguas o, con sensores específicos, la concentración y emisión de algunos gases”, detalla Sobrino.
“Otro cambio fundamental ha sido el acceso abierto a los datos”, apunta el investigador de la Universidad de Valencia. Programas como Copernicus, de la Unión Europea, o Landsat, desarrollado conjuntamente por la NASA y el Servicio Geológico de Estados Unidos, ponen gratuitamente a disposición de investigadores, Administraciones y empresas una cantidad de información que hace unas décadas era impensable.
En el caso del laboratorio que él dirige, y gracias al desarrollo de algoritmos físicos de teledetección en el campo del infrarrojo térmico, esos datos están sirviendo para monitorizar las islas de calor urbanas y sacar conclusiones que ayuden a diseñar ciudades más adaptadas al calentamiento global. “Estamos pasando de utilizar los satélites para saber qué ha ocurrido a integrarlos en sistemas capaces de ayudarnos a anticipar lo que puede ocurrir”, recalca.
Labor de prevención
Una funcionalidad decisiva en catástrofes naturales. “Los sistemas de observación y los datos satelitales permiten actuar en la prevención, creando mapas de riesgo y vigilando amplias zonas para detectar, por ejemplo, los inicios de un incendio; durante la emergencia, informando del avance y las zonas quemadas y, por último, en la fase de reconstrucción, cuantificando los daños y ayudando a planificar la mejor respuesta”, explica Carlos Fernández de la Peña, consejero delegado de Telespazio Ibérica, filial española de Telespazio, participada por Leonardo y Thales con varias soluciones operativas.
Como el proyecto Iseec, en el Parque Tecnológico de Fuerteventura, que integra satélites, drones y plataformas estratosféricas para vigilancia ambiental y alerta temprana y supervisa, por ejemplo, el estado y mantenimiento de los cortafuegos. O PiroSAR, un proyecto de la ESA que lideran y que emplea datos de radar de distintas constelaciones para seguir la evolución de los incendios, incluso a través del humo y durante la noche.
A veces, la emergencia no se ve. Entre los proyectos de Telespazio Ibérica también figura CH4 Sentinel, que identifica emisiones de metano con imágenes de Sentinel-2, un satélite de Copernicus y que se ha probado en el campo petrolífero de Hassi Messaoud (Argelia). “El verdadero impacto es la rendición de cuentas. Hemos dependido en gran medida de que los propios operadores nos digan cuánto metano emiten, aunque a menudo tienen incentivos económicos y reputacionales para restar importancia a esas emisiones. Ahora, podremos contrastar esas afirmaciones con lo que observamos en la atmósfera”, expone Nicholas Kinsella, responsable del proyecto.
Este seguimiento del territorio abre nuevas posibilidades para empresas y Administraciones. Xcalibur Smart Mapping trabaja con más de 20 clientes, la mayor parte del sector público. Para Esther Gil, directora del área de Geospatial Technologies, “nuestro trabajo consiste en facilitar una toma de decisión basada en datos”.
En Kaduna (Nigeria), sus imágenes han permitido identificar minería ilegal o no regulada y orientar la actuación del Estado. “Analizamos indicadores como la pérdida de vegetación, las alteraciones en la humedad del suelo o los cambios en la superficie del terreno, que pueden estar asociados a actividades mineras”, agrega.
En España, Xcalibur monitoriza para Minera Los Frailes sus instalaciones con imágenes ópticas y de radar, con informes mensuales sobre deformaciones del terreno o cambios en infraestructuras. El objetivo, según Gil, es claro: “Información objetiva, periódica y trazable para anticipar posibles incidencias, mejorar la seguridad de las instalaciones y optimizar la gestión de la explotación minera”.
En ese salto de la observación a la acción está también el futuro de esta tecnología. Para Sobrino, “uno de los grandes retos es pasar de contemplar el planeta a comprenderlo”.
Automatizar, identificar patrones y generar alertas
Gestionar. “Cada día se capturan millones de imágenes de la Tierra, una cantidad imposible de analizar manualmente”, afirma Esther Gil, de Xcalibur. El reto ya no está solo en obtenerlas, sino en gestionar ese enorme volumen de información. Por ello, la inteligencia artificial y el aprendizaje automático se han convertido en herramientas esenciales para automatizar la detección de cambios, identificar patrones y generar alertas de forma rápida y precisa.
Conectar. La inteligencia artificial desempeña un papel fundamental porque armoniza fuentes con formatos, escalas y resoluciones diferentes para analizarlas de forma conjunta. Estos modelos necesitan ser entrenados y validados con observaciones realizadas sobre el terreno para garantizar que las interpretaciones sean fiables.
Analizar. El paso siguiente es utilizar ese conocimiento para actuar. Los resultados pueden alimentar sistemas de seguimiento, reporte y verificación de programas de conservación y de iniciativas como REDD+, que canalizan financiación para reducir las emisiones derivadas de la deforestación y la degradación de los bosques. “La IA no sustituye el criterio de los especialistas, sino que amplía su capacidad de análisis y facilita decisiones más rápidas, fundamentadas y fiables”, defiende Gil.
Plataformas. Un ejemplo es Xenai, una plataforma de IA desarrollada por Xcalibur Smart Mapping que integra las imágenes de satélite con datos LiDAR, obtenidos mediante pulsos láser que permiten medir con precisión el terreno y la vegetación, además de información geofísica aerotransportada, modelos del terreno, datos geológicos e hidrogeológicos y mediciones de campo.