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PAZ, el satélite español para estudiar la disponibilidad de los recursos hídricos

  • PAZ, satélite español estudiar disponibilidad recursos hídricos
    © Hisdesat Servicios Estratégicos S. A.
  • Un grupo de investigadores de la URJC lidera un estudio en el que se analiza la evolución de la humedad en el terreno mediante el análisis de datos del satélite PAZ.​

La humedad del suelo es una variable principal en el ámbito de la meteorología, la hidrología, la agricultura y el cambio climático. Su estudio y su dinámica han sido identificados por numerosos investigadores como un componente crítico en el ciclo hidrológico. Sin embargo, la caracterización de la humedad superficial del suelo no es sencilla debido, principalmente, a su gran variabilidad espacial y temporal. “Las variaciones de la humedad responden en general a los gradientes de precipitación, pero hay otros factores como el tipo de suelo, la vegetación o la topografía, especialmente la pendiente y orientación de la ladera, que determinan su distribución tanto espacial como temporal”, explican los investigadores.

En la actualidad, las observaciones directas de la humedad del suelo están restringidas a mediciones puntuales realizadas con sensores que no representan la distribución espacial real. La medida de la humedad del suelo en grandes áreas mediante métodos gravimétricos y sondas digitales requiere mucho tiempo y trabajo, además de resultar costosa.

El satélite PAZ orbita alrededor de la Tierra de forma helio-síncrona, dando una vuelta completa al planeta cada hora y media, siendo su ciclo de repetición de 11 días

La misión PAZ es un proyecto del Programa Nacional de Observación de la Tierra por Satélite (PNOTS), cuyo segmento terreno es propiedad del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA). Un equipo científico, liderado por el Grupo de Investigación sobre Cambio Global terrestre y Geología Ambiental (GECEG) de la URJC en colaboración con el Departamento de Investigación Agroambiental del IMIDRA (Instituto Madrileño de Investigación y Desarrollo Rural, Agrario y Alimentario), está analizando los datos que registra el satélite PAZ para estudiar la componente de la humedad en el suelo. Los datos del satélite están suministrados por el PAZ Science TEAM del INTA, en el marco del proyecto “AO-001-033. Estimación del contenido de humedad en suelos agrícolas mediante la combinación de productos SAR PAZ y Sentinel 2”.

Para obtener medidas más precisas y continuas de la humedad del suelo, en éste proyecto se está desarrollando una metodología fiable para cuantificar la humedad en diferentes tipos de suelos. “Para calibrar y validar los resultados del satélite PAZ, estamos realizando medidas con sensores de humedad, temperatura y conductividad, rugosidad del terreno, estado y desarrollo de los cultivos en varias parcelas de las fincas experimentales del IMIDRA situadas en la provincia de Madrid”, señala el investigador Francisco Carreño del grupo GECEG de la URJC.

Técnicas de Radar-SAR para estudiar el ciclo hidrológico

El satélite PAZ orbita alrededor de la Tierra de forma helio-síncrona, dando una vuelta completa al planeta cada hora y media, siendo su ciclo de repetición de 11 días. Su instrumento principal es un radar de apertura sintética (SAR), capaz de obtener imágenes de 1 metro de resolución a 500 km de distancia. “La ventaja de los sistemas SAR es que emiten su propia fuente de iluminación de microondas, por lo que no se ven afectados por las condiciones de luz y, además, pueden obtener imágenes en condiciones de cobertura nubosa, complementando la información que se obtienen con los satélites con sensores ópticos o hiperespectrales”, afirma el equipo de investigación.

Las técnicas de Radar-SAR son particularmente útiles porque permiten monitorear los parámetros del suelo en cualquier condición climática. Aunque la intensidad de la retrodispersión medida por los sistemas SAR es directamente proporcional al contenido de humedad del suelo, su estimación cuantitativa no es sencilla, puesto que hay diversos factores que contribuyen a determinar las propiedades de la señal captada: factores inherentes al sensor como la longitud de onda de la señal, su fuerza y polarización, o ángulos de incidencia, entre otros; y las propiedades de los objetivos como la propia humedad, la rugosidad del terreno o la conductividad.

Imagen del satélite PAZ tomada el 13 de enero de 2020 de la provincia de Madrid en el que las parcelas de cultivos se muestran como figuras geométricas rectangulares. Las diferentes tonalidades de gris de cada parcela indican variaciones en el grado de humedad del terreno (© Hisdesat Servicios Estratégicos S. A. 2020).

Además del desarrollo de una metodología aplicable a otras áreas basada en sensores remotos, los investigadores apuntan que, “los resultados de este proyecto van a contribuir a conocer mejor el papel de la humedad en el suelo como vector en la dinámica del resto de componentes del ciclo hidrológico, lo que permitirá una correcta gestión de los recursos hídricos frente a los nuevos retos que plantean la cada vez menor disponibilidad de agua, la degradación de la calidad de las masas de aguas y adoptar medidas eficaces y sostenibles contra los eventos extremos climáticos”.

 

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