La teledetección y su protagonismo ante incendios forestales

Cuando pensamos en incendios forestales, muchos podrían recordar imágenes cinematográficas de devastación o bomberos enfrentando llamas implacables. Sin embargo, la realidad supera cualquier guion hollywoodense, y en Chile, este fenómeno adquiere un protagonismo destacado, ya que su ocurrencia genera una constante preocupación ¿Y qué mejor forma de enfrentar este fenómeno que con el uso de la tecnología, que podría convertirse en el verdadero “superhéroe” en esta historia?

Cada verano, diversas regiones de Chile se ven afectadas por incendios forestales, poniendo en riesgo no solo la biodiversidad, sino también a comunidades enteras. Desde 2014, se han registrado más de 68,000 incendios que han arrasado con 1.6 millones de hectáreas de vegetación. Una de las temporadas más recordadas es la del 2016-2017, que se destaca como una de las más catastróficas, con 570.197 hectáreas quemadas, incluyendo 86,000 de bosque nativo (ver gráfico inferior). En este contexto, Santa Olga, una localidad de la región del Maule, fue prácticamente destruida durante la madrugada del 25 de enero de 2017, evidenciando la vulnerabilidad frente a este enemigo natural. Pero si hablamos de mortalidad, los incendios ocurridos los días 2 y 3 de febrero de 2024, asociados a un calor extremo en la región de Valparaíso, se llevan el primer lugar, siendo considerado como el más mortífero a nivel mundial en los últimos 15 años, con cerca de 130 fallecidos.

Los incendios generalmente son detectados mediante un monitoreo visual, ya sea desde torres de vigilancia localizadas estratégicamente o con guardia móvil en áreas reducidas y específicas. Sin embargo, en sectores aislados -de difícil acceso-, no es posible desarrollar una detección eficiente y efectiva con estos métodos debido a la abrupta topografía que imposibilita la creación de caminos. En estos sectores ¿qué se puede hacer? ¿se puede monitorear un incendio de manera remota?.

La ciencia al rescate: Teledetección y Monitoreo

Aunque la teledetección surgió con otros fines, esta dio un giro digno de un thriller tecnológico, transformándose en una herramienta clave para la localización y mitigación de incendios, permitiendo obtener información de objetos sin contacto directo; sería como conocer el tamaño y color de una manzana tan solo con mirarla. Si llevamos esto a los incendios, es como tener un ojo de águila mirándonos desde espacio, donde satélites como Landsat, Sentinel o MODIS nos entregan datos críticos para entender su comportamiento.

¿Cómo funciona esta mágica tecnología?

En primer lugar, te contamos que existen dos tipos de teledetección, la activa, que cuenta con la capacidad de emitir su propia fuente de energía o luz para la obtención de la información, como es el caso de los radares; y la pasiva, que recurre a la energía natural emitida o reflejada por un objeto. En ambos casos la observación se hace posible gracias a la interacción entre los objetos y el sensor, un proceso que tiene su origen en la radiación electromagnética (ver imagen a la izquierda), considerando que todos los cuerpos en la naturaleza emiten radiación, cada uno con longitudes de onda específicas. En este caso nos centraremos en los sensores remotos pasivos, que son ampliamente utilizados para todo lo relacionado con los incendios. Pero tranquilos, dejaremos a la teledetección activa para un siguiente capítulo…

La teledetección pasiva, al igual como se hace en escenas de películas o en fotografía, utiliza filtros para transformar y/o resaltar detalles ocultos. Este tipo de sensores capturan diferentes longitudes de onda -desde el espectro visible hasta el infrarrojo- y las combinan en “bandas” para crear imágenes que logren evidenciar características específicas. Estas combinaciones dependen del satélite utilizado, lo que permite ajustar el análisis según las necesidades, como si cada satélite tuviera su propio “estilo cinematográfico” para interpretar el mundo. Una de las más destacadas es la composición RGB (rojo, verde y azul), que permite visualizar incendios en “color real”, mientras que las bandas infrarrojas revelan detalles invisibles al ojo humano, como el calor residual, cuerpos de agua o la vegetación afectada.

¡Luz, cámara, acción! Consideraciones y formas de capturar la escena de fuego

Para descargar una imagen satelital, se deben considerar diferentes características claves. La primera es la resolución espacial, que representa el tamaño de un píxel, es decir, el punto más pequeño visible para el sensor. Mientras más pequeño es el tamaño, mayor será la resolución, pudiendo ver imágenes más nítidas y con mayor detalle. Si la resolución espacial es, por ejemplo, de 30 metros, no podremos distinguir objetos más pequeños que ese tamaño y deberemos centrarnos en elementos más grandes para identificar detalles. Aquí les dejamos un ejemplo de diferentes resoluciones espaciales para una misma imagen:

Luego, está la resolución temporal que mide la frecuencia con la que un sensor registra imágenes del mismo lugar. Por ejemplo, el satélite Landsat-9 tiene una resolución temporal de 16 días, lo que significa que captura una “escena” del mismo punto de la Tierra cada 16 días. Adicionalmente, está la resolución espectral, que es la capacidad del sensor para diferenciar entre distintas longitudes de onda de la radiación electromagnética. Por último, la resolución radiométrica, describe cuán bien el sensor puede distinguir entre diferentes intensidades de energía capturada, lo que sería como ajustar la exposición de una cámara para captar más detalles en áreas oscuras o brillantes.

Lograr una alta resolución en estos cuatro aspectos es prácticamente imposible. Es por eso que, dependiendo del objetivo, debemos priorizar. Por ejemplo, si queremos analizar un incendio en tiempo real, lo recomendado sería usar el satélite GOES-16 que tiene una resolución temporal de 15 minutos, lo que permite monitorear el avance del fuego casi al instante, aunque su resolución espacial de 500 metros limita los detalles. Por otro lado, para analizar los efectos del incendio después de que haya terminado, sería mejor usar el satélite Sentinel-2, que ofrece una resolución espacial de 10 metros por píxel y captura datos cada 5 días, perfecto para un análisis detallado del impacto del evento.

Una vez definido el tipo de análisis que se desea realizar y el tipo de información satelital requerida, el siguiente paso es procesar la imagen para resaltar las características específicas que queremos estudiar. Si nuestro objetivo es analizar el impacto de un incendio, ya sea durante el evento o después de que haya ocurrido, una herramienta clave es la composición de color, ya que la visualización de una imagen satelital resulta más representativa al utilizarlos. Esto se debe a que el ojo humano es mucho más sensible a las variaciones de color que a los tonos de gris. Mira la siguiente imagen, ¿pueden notar las diferencias en ella?

Para lograr esto, se combinan tres bandas espectrales, generando una imagen de color compuesta. Así, se puede llegar a crear una imagen en “color real”, siendo similar a cómo percibiríamos la escena si estuviéramos allí, lo que se logra mediante una composición RGB. Esta técnica es especialmente útil para identificar incendios, visualizar el humo y determinar la dirección en que este se desplaza.

En tanto que, si queremos realizar un análisis post-incendio, una herramienta poderosa son los índices espectrales, como el Índice Normalizado de Área Quemada (NBR), diseñado específicamente para destacar las áreas afectadas por incendios de gran magnitud, el cual utiliza una combinación de longitudes de onda del infrarrojo cercano (NIR) y el infrarrojo de onda corta (SWIR), logrando una especie de “lente especial” que revela detalles ocultos al ojo humano (ver imagen a la derecha).

Al igual que en una película de desastres, donde los protagonistas analizan mapas detallados, los datos e imágenes generados con el NBR son fundamentales para desarrollar planes de rehabilitación y restauración de emergencia después de un incendio. En este sentido, el uso de índices espectrales se convierte en la herramienta clave para entender la “escena postcréditos” de un incendio y tomar decisiones informadas para evitar futuros desastres.

Un futuro con más Ciencia y Conciencia

La lucha contra los incendios forestales es un esfuerzo colectivo. Tecnologías como la teledetección no solo optimizan nuestra capacidad de respuesta, sino que también nos brindan valiosa información sobre las causas y efectos de estos desastres. ¿El desafío? Integrar estos avances con estrategias de prevención y educación que involucren tanto a las comunidades como a los gobiernos. Así, Chile, con su maravillosa biodiversidad y paisajes, podría escribir un nuevo capítulo en su historia de resiliencia frente al fuego, con la teledetección como héroe silencioso y esencial. Y a ti, ¿te gustaría conocer más de este protagonista y sus historias? Coméntanos a través de nuestras redes. 

¡Nos leemos en una próxima publicación!

 

Escrito por: Consuelo González Cornejo. Editor: Juan Crespo Fuentes. Periodista: Paz Galindo Navarro.

 

NOTA: Actualmente la Dirección Meteorológica de Chile cuenta con productos satelitales disponibles en www.meteochile.gob.cl, en la pestaña Imágenes Satelitales > Productos GOES-16.

 

Referencias:

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