Los datos satelitales y las capacitaciones de la NASA ayudaron a Uruguay a crear una herramienta de respuesta a sequías que su Autoridad Nacional del Agua ahora utiliza para monitorear embalses y orientar decisiones de emergencia. Un enfoque similar podría aplicarse en Estados Unidos y otros países del mundo.
Por Melody Pederson, Rachel Jian, NASA
Entre 2018 y 2023, Uruguay sufrió su peor sequía en casi un siglo. La capital, Montevideo, con casi 2 millones de habitantes, se vio especialmente afectada. A mediados de 2023, el Paso Severino, el mayor embalse y principal fuente de agua de Montevideo, había disminuido a tan solo el 1,7 % de su capacidad.
A medida que bajaban los niveles de agua , los líderes gubernamentales declararon una emergencia. Comenzaron a identificar suministros de respaldo y se preguntaron: ¿Quedaba agua en otros embalses río arriba —utilizados principalmente para la ganadería y el riego— que pudiera ser de ayuda?
Fue entonces cuando el ingeniero ambiental Tiago Pohren y sus colegas de la Autoridad Nacional del Agua (DINAGUA, Ministerio del Medio Ambiente) recurrieron a datos y capacitaciones de la NASA para crear una herramienta en línea que pudiera ayudar a responder esa pregunta y mejorar el monitoreo de los embalses del país.
«Los datos satelitales pueden ser de gran utilidad para todo, desde la programación del riego en las Grandes Llanuras hasta la gestión de la calidad del agua en la Bahía de Chesapeake», afirmó Erin Urquhart, directora del programa de recursos hídricos de la NASA en Washington. «La NASA proporciona los datos fiables necesarios para responder a las crisis hídricas en cualquier parte del mundo».
El equipo de la DINAGUA conoció los recursos de la NASA durante un taller celebrado en Buenos Aires en 2022, organizado por el Equipo Interagencial de Ciencia y Aplicaciones (ISAT). Liderado por la NASA, el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE. UU. y el Departamento de Estado de los EE. UU., el taller se centró en el desarrollo de herramientas para la gestión del agua en la Cuenca del Plata, que abarca varios países sudamericanos, incluido 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) de la NASA también ofreció una introducción a los principios de la teledetección.
«La NASA no se limita a proporcionar datos», afirmó John Bolten, científico principal de la NASA para ISAT y jefe del Laboratorio de Ciencias Hidrológicas del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. «Colaboramos con nuestros socios y expertos locales para convertir los datos en información útil, aprovechable y relevante. Ese tipo de coordinación es lo que hace que los programas hídricos de la NASA sean tan eficaces tanto en el terreno como en el ámbito nacional y mundial».
El equipo de la DINAGUA aportó ideas y proporcionó directrices a Pohren para una herramienta que aplica imágenes satelitales 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 rastrear los cambios en el suelo y el agua. Las misiones Sentinel, parte del programa de Observación de la Tierra Copernicus, gestionado por la Comisión Europea y operado por la ESA (Agencia Espacial Europea), proporcionan imágenes complementarias en el espectro visible, infrarrojo y de microondas para la evaluación de aguas superficiales .
Desde pequeño, Pohren conoció los desafíos relacionados con el agua, ya que las inundaciones inundaban repetidamente las casas de sus familiares en su ciudad natal de Montenegro, Brasil. Esto le motivó aún más a estudiar tutoriales de ARSET y aprender a programar. El resultado fue una herramienta de monitoreo capaz de estimar la superficie de los embalses de Uruguay a lo largo del tiempo.
La herramienta utiliza diversas técnicas para diferenciar la extensión de las aguas superficiales de los embalses. Estas técnicas incluyen tres indicadores ópticos derivados de los satélites Landsat 8 y Sentinel-2:
- Índice de Diferencia Normalizada del Agua, que resalta el agua comparando la cantidad de luz verde e infrarroja cercana que refleja. El agua absorbe la luz infrarroja, por lo que se distingue claramente de la tierra.
- Índice de agua de diferencia normalizada modificado, que intercambia el infrarrojo cercano con el infrarrojo de onda corta para mejorar el contraste y reducir errores al diferenciar entre agua y áreas edificadas o con vegetación.
- Índice de extracción de agua automatizada, que combina cuatro tipos de luz reflejada (verde, infrarrojo cercano y dos bandas infrarrojas de onda corta) para ayudar a separar el agua de las sombras y otras características oscuras.
En 2023, el equipo de la DINAGUA utilizó la herramienta de Pohren para examinar los embalses ubicados aguas arriba de la toma de agua potable de Montevideo. Pero los datos revelaron una situación compleja.
«Había agua disponible en otros embalses, pero era muy poca en comparación con la demanda hídrica de la región metropolitana de Montevideo», afirmó Pohren. Las simulaciones mostraron que, incluso si se liberara toda el agua, la mayor parte no llegaría a la toma de agua de Montevideo ni al embalse de Paso Severino.
A pesar de esta noticia, el análisis evitó acciones que podrían haber desperdiciado recursos importantes para mantener las actividades productivas en la cuenca alta, afirmó Pohren. Luego, en agosto de 2023, la lluvia comenzó a recargar los embalses de Uruguay, lo que permitió al país declarar el fin de la crisis hídrica.
Aunque la crisis hídrica inmediata ya pasó, la herramienta que creó Pohren será útil en el futuro en Uruguay y en todo el mundo. Durante un taller de ISAT en 2024, compartió su herramienta con gestores internacionales de recursos hídricos con la esperanza de que pudiera contribuir a sus propias iniciativas de respuesta a la sequía. Y los funcionarios de la DINAGUA aún la utilizan para identificar y monitorear presas, embalses de riego y otros cuerpos de agua en Uruguay.
Pohren continúa utilizando la capacitación y los datos de la NASA para mejorar la gestión de embalses. Actualmente, está explorando una capacitación de ARSET sobre cómo la misión de Topografía de Aguas Superficiales y Océanos (SWOT) mejorará aún más el sistema al permitir a DINAGUA medir directamente la altura del agua en los embalses. También está siguiendo la nueva misión conjunta de la NASA con ISRO (Organización de Investigación Espacial de la India), llamada NISAR, que se lanzó 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 vuelve a ocurrir una sequía», dijo Pohren, «con las herramientas que tenemos ahora, estaremos mucho más preparados para comprender cuáles son las condiciones de la cuenca y luego hacer predicciones».
