Así investigamos el medio ambiente en el siglo XXI

Satélites meteorológicos, simulación de realidad en 3D, teledetección o radiometría son sólo algunas de las nuevas tecnologías que, poco a poco, se hacen un gran hueco en las investigaciones sobre medio ambiente.

No sabríamos decir cuándo empezó todo, pero si ponemos una fecha al momento en el que la tecnología se puso al servicio del medio ambiente deberíamos remontarnos al año 1968. Aquel fue un año importante: en enero comenzó la Primavera de Praga, un período de liberalización política en Checoslovaquia que duraría ocho meses (desde enero hasta agosto de aquel año) y que se ha tomado como un arquetipo de la revolución política y social en Europa, y en marzo empezó a fraguarse en París la Revolución de Mayo del 68, en la que miles de estudiantes salieron a la calle para protestar contra el Gobierno y contra el mundo en el que vivían. Aquel año también fue asesinado Martin Luther King, y EEUU vivió los primeros y trágicos coletazos de la Guerra de Vietnam. En el ámbito social, 1968 está declarado como el Año Internacional de los Derechos Humanos, y en el ámbito científico se produjo uno de los hitos de la medicina moderna: en el Hôpital de la Pitié ( París, Francia) tuvo lugar el primer trasplante de corazón en Europa.

Fue en este contexto de cambios cuando un grupo de científicos y políticos decidió fundar el Club de Roma, una organización sin ánimo de lucro preocupada por mejorar el futuro del mundo a largo plazo de manera interdisciplinar y holística. Fueron ellos quienes encargaron por primera vez un informe completo y comparativo en el que se hacían eco de la situación del mundo, del crecimiento demográfico y sus consecuencias para el medio ambiente, y de los efectos que la mano del hombre estaba causando en el medio ambiente. Para realizar aquel informe, el MIT junto con otros organismos institucionales creó en 1970 World (después habrá versiones World 1, 2 y 3) un sistema informático que permite realizar proyecciones sobre el futuro desarrollo del planeta, utilizando una gran base de datos con multitud de variables humanas, medioambientales, económicas y agrícolas. Estas proyecciones se basan en la interrelación de todos estos sistemas y de sus posibles variables, las cuales constituyen una estructura del ritmo económico y medioambiental actual.

Gracias al programa World, el Club de Roma ha ido editando numerosos informes en los que se recrea el crecimiento de la población, el crecimiento económico y el incremento de la huella ecológica, poniendo en la palestra los límites del planeta tanto en lo que se refiere al crecimiento demográfico como al uso de recursos naturales no renovables, la tierra cultivable finita y respecto a la capacidad del ecosistema para absorber la polución resultante del quehacer humano. Gracias a este programa, es posible modificar las tasas de desarrollo y alcanzar una condición de estabilidad ecológica, sostenible, incluso a largo plazo, creando una especie de utopía para saber a dónde nos llevarán las cosas en el caso de que no pongamos remedio a algunos de los problemas más importantes de nuestro mundo. El último informe, publicado en 2012, hace hincapié en aspectos como el cambio climático y la situación de la biosfera, además de establecer las bases de la necesaria transición hacia una sociedad que consuma recursos sostenibles.

Como podemos imaginar, el programa World marcó un antes y un después en la investigación del medio ambiente. Pero no es el único avance tecnológico diseñado y centrado en la investigación del medio ambiente para su estudio y conservación. A continuación exponemos otros sistemas igualmente importantes y novedosos:

Teledetección: observar la Tierra desde el espacio

A grandes rasgos la teledetección es la obtención de información a pequeña o gran escala de un objeto o fenómeno, ya sea usando instrumentos de grabación o instrumentos de escaneo en tiempo real inalámbricos. Se trata de una disciplina científica muy amplia que integra un amplio conjunto de tecnologías utilizadas para la observación, el análisis y la interpretación de fenómenos terrestres y planetarios. Las principales técnicas utilizadas para la teledetección son las ortofotos o fotos de satélite, las imágenes de infrarrojos, las imágenes de microondas, los GPS (sistemas de posicionamiento geográfico) y los SIG (sistemas de información geográfica).

Pero la teledetección no es algo nuevo, en el siglo XIX ya se realizaban fotos aéreas desde globos, y a lo largo de la II Guerra Mundial algunas de estas técnicas fueron empleadas para la realización de mapas topográficos. Pero lo cierto es que en las últimas dos décadas la geomática o teledetección  ha alcanzado un desarrollo considerable gracias al avance en la producción y generación de datos espaciales, lo que permite que sea empleada en una amplia variedad de campos como la planificación territorial, la minería, el manejo de contaminación y los estudios ambientales.

Gracias a los sistemas de teledetección se pueden prever, por ejemplo, inundaciones y terremotos, y se puede ver el peso y el agotamiento agrícola que hay en un terreno, los daños que cultivos o plagas pueden producir en el suelo, el avance y retroceso del hielo de los polos, los efectos del cambio climático o la situación de la capa de ozono. Todo se produce gracias a que los distintos sistemas de teledetección son capaces de captar, a distancia y a través de distintos métodos, las radiaciones emitidas por los diferentes agentes. Los sistemas de teledetección obtienen datos de un territorio de forma rápida, exacta y fiable, y permiten captar imágenes de áreas prácticamente inaccesibles. Además, facilitan la observación periódica de zonas y de fenómenos, lo que hace que se puedan detectar las diversas variaciones y que se establezcan comparaciones.

Dentro de los sistemas de teledetección más utilizados encontramos los sensores de barrido espacial. Esta técnica de teledetección se lleva a cabo gracias unos sensores que actúan como escáneres realizando un rastreo minucioso y sucesivo de cada parcela de terreno, y que recogen las radiaciones visibles e infrarrojas reflejadas por el suelo. Los satélites LANDSAT, TERRA, AQUA poseen sensores de barrido que rastrean conjuntamente todo el planeta. También el ENVISAT, de la Agencia Espacial Europea, barre minuciosamente el planeta. Se estima que el tiempo de vida de estos sensores es de 7 años.

Otro sistema muy usado en la investigación del medio ambiente son los sistemas telemáticos de cooperación internacional destinados a la obtención de información meteorológica. Uno de los más importantes es el sistema de Vigilancia Meteorológica Mundial, puesto en marcha en 1968 y que cuenta con diferentes equipos de teledetección por satélite y estaciones meteorológicas terrestres y marinas. Estos sistemas de telecomunicación están relacionados entre ellos y sus datos son analizados, procesados y retransmitidos a los distintos centros meteorológicos nacionales. Los satélites meteorológicos tienen un sensor de barrido multiespectral que opera en las bandas visibles. Pueden tomar imágenes en infrarrojos, por lo que pueden detectar aspectos que otros no captan, como por ejemplo la humedad atmosférica. Entre los satélites meteorológicos más importantes destacan NOAA (EEUU) y Meteosat (Europa).

SIG: Sistemas de Información geográfica para realizar simulaciones virtuales

Los SIG son programas que contienen distintos datos espaciales de la misma porción de territorio organizados de forma geográfica y presentados de forma superpuesta. Los datos proceden de fotografías tomadas por teledetección o bien de mapas de todo tipo. Los SIG están destinados a almacenar, representar gráficamente o manipular la información de un territorio. Gracias este sistema se pueden realizar simulaciones virtuales de lo que puede ocurrir en un territorio si variamos alguna de las capas. Estos sistemas son muy utilizados en los estudios medioambientales para la prevención de riesgos, la ordenación del territorio, la gestión de recursos y para detectar impactos medioambientales.

Entre los usos de un SIG está la localización de un lugar concreto y sus características, el cumplimiento o no de condiciones para instalar allí determinados sistemas, el cálculo de rutas óptimas entre dos o más puntos y la generación de modelos a partir de fenómenos o actuaciones simuladas.

Globe: un proyecto educativo de investigación medioambiental

Globe es el nombre de una iniciativa educativa nacida en Estados Unidos, pero que posee un enfoque internacional. Fue presentada en 1994 por el entonces Vicepresidente de Estados Unidos Al Gore, y se eligió para su puesta en marcha el “Día de la Tierra” (22 de abril) de 1995. El proyecto Globe trata de facilitar la toma de datos ambientales en los centros educativos poniendo a disposición de los mismos diversas herramientas, que incluyen desde los sistemas de medición hasta los protocolos para realizarlas. Los datos recibidos son almacenados en una base de datos a la que se puede acceder desde la misma página web, ttp://www.globe.gov/. Globe posee un portal central que permite acceder a cualquier interesado a la mayoría de sus contenidos, incluyendo la consulta de datos, el acceso a la información básica, la lectura de los protocolos de toma de datos, etc.

Este proyecto divulgativo se centra en cuatro áreas temáticas: atmósfera, hidrología, cobertura terrestre y edafología. Cada centro educativo que participa en el programa puede optar en su proyecto concreto por el área o las áreas que trabajará, pudiendo elegir todas o solo algunas. Para cada una de ellas existen protocolos de toma de datos que orientan sobre el proceso y la metodología de medición, que es específica del programa, debiendo realizarse las medidas con instrumental homologado por el programa. En cualquiera de las áreas, los centros educativos han de tomar datos dentro de un cuadrado de 15 km x15 km situado alrededor de su ubicación. Se dispone de un GPS para obtener las coordenadas del centro y las de todos aquellos puntos de muestreo, cuya ubicación y características han de ser enviadas al portal internacional antes de tomar los datos.

Los datos obtenidos en cada muestreo (cuya periodicidad variará según el área temática elegida) se envían al programa a través del portal Globe en Internet, pudiendo ser luego consultados por cualquiera, al ser de acceso libre. De esta manera cualquier centro (o cualquier usuario de Internet) puede consultar estos datos y también los que el propio programa incluye, como son los obtenidos por medio de tecnologías satélite, juegos educativos, etc.

Para poder trabajar con datos “Globe” tan solo se precisa un ordenador con conexión a Internet, mientras que si se quiere tomar datos ya es necesario participar oficialmente en el proyecto y disponer de los sistemas de tomas de datos homologados por el programa (termómetros, conductímetros, tubos de turbidez, etc.). Los datos de los centros educativos inscritos en el programa pueden ser consultados en el portal Globe en forma de tablas, gráficos o mapas. Pueden realizarse comparaciones entre centros o entre fechas. Asimismo es posible observar datos recolectados por centros de investigación, y manejar así imágenes y mapas diversos que ilustran sobre los cambios ambientales que ocurren en el planeta.