Eco-satélites

Concurso Espacial INTA Eco-satélites

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I.E.S. Leonardo Da Vinci –Majadahonda-

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eco-satélites

I.E.S. Leonardo Da Vinci

Avda. Guadarrama, nº42 - 28220 Majadahonda -Madrid-

Tel.: 91 638 74 23 - Fax: 91 638 75 13

e-mail: [email protected]

web: http://www.iesleonardodavinci.es/

Tutor:

Raúl Baños

[email protected]

Miembros del equipo (4º de E.S.O.):

José Manuel Polo

Victoria Solé

Carlos Martínez-Abarca

Juan Carlos Martínez


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ABSTRACT

En este dossier pretendemos dar a conocer la importancia que tiene la

aplicación de los medios espaciales en lo referente al cuidado del medio

ambiente y, en concreto, las cada vez más numerosas aplicaciones que

se dan a los satélites artificiales en este sentido, tratando de describir

esta tecnología desde un punto de vista acorde con nuestro nivel.

INDICE:

1.- Impacto ambiental de la actividad humana.

2.- Historia y aplicaciones. Partes funcionales

3.- El espectro electromagnético.

4.- Teledetección.

5.- Control de recursos hídricos.

6.- Control de recursos forestales y agrícolas. Incendios.

7.- Prospección geológica. Buscando recursos energéticos.

8.- Control de los océanos. Vertidos. Medición de la temperatura

del agua del mar.

9.- Medición de gases de efecto invernadero y del ozono.

10.- Bibliografía.


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1. Impacto ambiental de la actividad humana

El hombre siempre ha transformado su entorno según sus necesidades. Pero el

incremento de la población de los últimos años ha alterado radicalmente la su-

perficie de cientos de lugares del planeta. Cambios que se pueden observar:

Costas sobreexplotadas: las regiones costeras componen el 20% del terreno

habitable, sin embargo, están agru-

pan al 50% de la población mundial y

proporcionan gran cantidad de recur-

sos económicos, por lo que las costas

están superpobladas y sobreexplota-

das.

Una deforestación incontrolada: hace unos 8.000 años, los bosques ocupaban

un 50% de la superficie del planeta. Actualmente ocupan solo un 28%. Entre

los años 1990 y 2000 se talaban 94.000 km2 por año.

El crecimiento de las ciudades: actualmente, el 48% de la población habita en

ciudades, y es que 60 millones de personas se añaden cada año a las ciudades

en imparable crecimiento.

El consumo de agua: en los últimos cien

años, la población se ha triplicado y el con-

sumo de agua por habitante se ha multiplica-

do por seis. Como consecuencia, se sobreex-

plotan las reservas y son insuficientes.

La producción de CO2: en 2004 se liberaron a la

atmósfera 26.000 millones de toneladas de CO2 por la quema de combustibles

fósiles, alrededor de 4 toneladas por persona. Esto no incluye el producido por

animales o plantas. Desde el comienzo de la industrialización, el nivel de este

Costa de Honduras

Mar Aral 1973-2002


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gas a aumentado un 38%,

aumentando el cambio efec-

to invernadero y contribu-

yendo al calentamiento glo-

bal.

Todas estas alteraciones estan bajo seguimiento y estudio mediante las técni-

cas más avanzadas, entre ellas, el uso de satélites.

2. HISTORIA. APLICACIONES. PARTES FUNCIONALES

Los satélites artificiales aparecieron durante la Guerra

Fría ,entre los Estados Unidos y la Unión Soviética, con

motivo de la carrera espacial en la que el objetivo de

ambos países era llegar a la Luna y a su vez lanzar un

satélite a la orbita espacial.

La era espacial comenzó en 1946, con las mediciones

atmosféricas gracias a los misiles V2 capturados a los

alemanes.

EL 4 de Octubre de 1957 la Unión Soviética lanzó el primer satélite artificial al

espacio: el Sputnik, desde el cosmódromo de Baiknour.

No llegó hasta 1960 la primera puesta en orbita de un satélite de comunicacio-

nes. Este fue el Echo I, aunque simplemente funcionaba como un reflector, era

un satélite pasivo. En 1962 se produjo el lanzamiento del primer satélite de

comunicaciones activo, el Telstar I, que estableció el primer enlace televisivo

internacional.


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La SSN o Red de Vigilancia Espacial lleva rastreando objetos espaciales desde

1957, tras la puesta en órbita del Sputnik I. Desde entonces se han registrado

más de 26.000 objetos orbitando alrededor del planeta. Aproximadamente el

7% de los objetos espaciales están en funcionamiento (unos 560 satélites)

mientras que el resto son chatarra espacial.

Aplicaciones

Según las aplicaciones que realicen pueden ser: de investigación científica,

meteorológicos, de comunicaciones, de navegación, de observación de la Tie-

rra, y militares.

1.-Los satélites de investigación científica: generalmente diseñados para reali-

zar tres tipos de misiones:

(1) Reunir información sobre la composición y efectos de la zona en la

que el espacio se encuentra muy cercano a la Tierra. Que pueden ser co-

locados en cualquier órbita, dependiendo del tipo de medidas que van a

hacer.

(2) Guardan los cambios en el registro de los satélites de la Tierra y de la

atmósfera terrestre. Muchos de ellos viajan en síncronas solares, las ór-

bitas polares.

(3)Observan planetas, estrellas y otros objetos distantes.

La mayoría de estos satélites operan en órbitas de baja altitud.

La investigación científica también coloca en órbita satélites en otros planetas,

la luna y el sol.

2.-Los satélites meteorológicos ayudan a los científicos a estudiar los patrones

climáticos y la previsión del tiempo. Estos satélites observan las condiciones

atmosféricas en grandes áreas.


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Sus instrumentos miden la cobertura de las nubes, la temperatura, la presión

del aire, la precipitación, y la composición química de la atmósfera

La red de satélites meteorológicos también funciona como un sistema de bús-

queda y salvamento, equipados para detectar señales de angustia de aviones y

barcos comerciales, y muchos otros privados.

3.-Los satélites de comunicaciones y navegación: los primeros sirven como es-

taciones transmisoras, recibiendo señales de radio desde un lugar y transmi-

tiéndolas a otro, los segundos sirven como sistemas de posicionamiento global

(GPS) para personas, todo tipo de vehículos y mercancías.

4.-Los satélites de observación de la Tierra se utilizan para localizar y

controlar los recursos de nuestro planeta y los cambios químicos de

los ciclos de vida. Estos son el tipo de satélites sobre los que centra-

remos nuestro trabajo de investigación.

5.-Los satélites militares incluyen satélites meteorológicos, de comunicaciones,

de navegación y de observación de la Tierra utilizados para fines militares.

Partes funcionales

El sistema espacial se compone de:

-Segmento de tierra: Controla el satélite desde la Tierra y se divide en

-Estaciones de tierra: Lo componen todos los tipos de receptores que re-

cibirán la señal.

-Centro de control de misión: Controlan al satélite desde la Tierra

-Segmento espacial: es lo que se utiliza para lanzar el satélite al espacio y pa-

ra realizar su función:

-Sistema de lanzamiento: es lo que se utiliza para colocar el satélite en

el espacio. Esta compuesto por el centro de lanzamiento y el vehiculo

lanzador.


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-Vehículo espacial: formado por la carga útil, recibe, amplifica y retrans-

mite las señales con información útil (observación, comunicación…) y la

plataforma que incluye todas las estructuras y mecanismos, determina y

controla la altitud, se encarga del control térmico, de la propulsión, de la

telemedida y el telecomando, de la gestión de datos y la potencia.

3. ESPECTRO

Se llama espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto de

las ondas electromagnéticas según sea su frecuencia.

Una onda electromagnética es la resultante de la combinación de campos eléc-

tricos y magnéticos en una fluctuación que se propaga en el tiempo y rectilí-

neamente en el espacio a la velocidad de la luz (300.000 km/s aproximada-

mente). La luz visible es solo una pequeñísima porción de la radiación electro-

magnética que existe y que podemos sintetizar en el siguiente gráfico:

En un objeto se llama espectro electromagnético a la radiación electromagnéti-

ca que absorbe una sustancia o bien a la que emite al estar a una determinada

temperatura o como resultado de reflejar la radiación incidente.


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Cada sustancia tiene una huella espectral determinada a una temperatura,

propiedad que se aprovecha en espectroscopia para identificar los componen-

tes de un objetos sin más que examinar al luz que emiten o absorben. Esto,

como veremos, será muy importante en teledetección.

En las ondas de mayor fecuencia la longitud de onda es corta y en las de me-

nor frecuencia la longitud es larga.

Los tipos de onda de menor a mayor frecuencia son:

- Radiofrecuencia: ondas de radio de poca frecuencia cuyo ejemplo más común

son las ondas de radio AM y FM.

-Microondas: Son utilizadas en los radares y su uso doméstico radica en su

propiedad de calentar el agua de los alimentos.

-Ondas infrarrojas: son producidas por cuerpos que generan calor. Las señales

infrarrojas son utilizadas por algunos tipos de comunicaciones. En la astrono-

mía sirven para detectar estrellas y otros cuerpos. Tambien como guía de ar-

mas y controles remotos de televisión.

-Espectro visible: es lo que llamamos luz. Es un tipo de radiación electromag-

nética que nuestros ojos pueden ver. Su color va desde el violeta al rojo.

-Rayos ultravioleta: el Sol es una importante fuente emisora de esta frecuen-

cia, que causa cáncer de piel en exposiciones prolongadas. Sus aplicaciones

son en el campo de la medicina.

-Rayos X: son una radiación electromagnética invisible de alta frecuencia capaz

de atravesar cuerpos opacos e impresionarlos en películas fotográficas. Suele

usarse en la medicina.

-Rayos Gamma: es un tipo de radiación electromagnética de muy alta frecuen-

cia, producida normalmente por elementos radiactivos. Este tipo de radiación

tan fuerte que es capaz de penetrar la materia profundamente. Su alta energía

puede causar graves daños al núcleo de las células, por lo que se utilizan para

esterilizar equipos médicos y alimentos.


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4. TELEDETECCIÓN

Es la técnica que se basa en la obtención de

imágenes de la superficie terrestre mediante

sensores instalados en satélites artificiales.

Gracias a la teledetección, se pueden obtener

una gran cantidad de imágenes de amplias zo-

nas de nuestro planeta.

Al principio, el objetivo de la teledetección era

militar, pero se han ido dando mas fines como el

meteorológico, geológico y para la observación

de los recursos naturales.

Todo sistema de teledetección tiene los siguien-

tes componentes:

- Sensores: El sensor es cámara que capta imágenes de la superficie te-

rrestre, y las envía a los centros de recepción.

Hay dos tipos de sensores:

� Sensores de barrido multiespectral: Es el mecanismo de tele-

detección más habitual. Lo que hace es recoger todo tipo de radia-

ciones, ya sean visibles o invisibles, reflejadas por las diferentes

cubiertas del suelo.

� Sensores de microondas:

• Sensores de microondas pasivos: radiómetros microondas: Su

misión es captar las radiaciones microondas emitidas por la

superficie terrestre.

• Sensores microondas activos: el radar: El sistema de este tipo

de sensores se basa en que los radares emiten unas microon-


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das y cuando vuelve al sensor valoran su señal de retorno y el

tiempo que tarda en volver.

Los sensores radar realizan imágenes en diferentes tonos de gris,

que más tarde se podrán colorear.

� Sensores lídar: Su funcionamiento se basa en que el sensor emi-

te un pulso de láser, que choca contra los contaminantes, y vuelve

de nuevo al sensor. Se emplea principalmente para la detección de

contaminación del aire.

- Centro de recepción: La imagen captada por los sensores es enviada a

la tierra en forma de una información digital que se recoge por una ante-

na. En el centro de información se estudia y corrige esta información.

Cuando ya están listas, entra en juego el sistema de distribución.

- Sistema de distribución: A partir de éste, los usuarios tienen acceso a

la información suministrada desde el centro de recepción.

En los sistemas de teledetección, los satélites que llevan los sensores pue-

den moverse por dos tipos de órbitas:

� Órbita geoestacionaria: En esta órbita, el movimiento del sa-

télite es el mismo que el de la rotación de la tierra, por lo

que siempre observan la misma zona. Sin embargo, al estar

tan lejos, abarcan áreas muy amplias.

� Órbita polar: En este tipo, los satélites hacen una órbita cir-

cular, y se pueden observar diferentes áreas de la superficie

terrestre. Aunque el área barrida en cada imagen es mucho

menor, la resolución es mucho mejor.

Las imágenes obtenidas por los sensores de los satélites dependerán de:

- Características de las imágenes digitales: Estas imágenes están

divididas en píxeles de diferentes niveles de gris.


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- Resolución del sensor: Es la medida de capacidad que tiene un sen-

sor para captar los detalles. Hay varios tipos de resolución.

• Resolución espacial: Viene

determinada por el tama-

ño del píxel, por lo tanto,

esta resolución es varia-

ble.

• Resolución temporal: Es la

frecuencia con la que se

actualizan los datos obtenidos por el sensor. Generalmente,

los satélites meteorológicos tienen mayor resolución tempo-

ral que los que se utilizan para estudio medioambientales

generales.

• Resolución radiométrica: Es la capacidad para diferenciar las

variaciones de intensidad de la radiación que emiten los ob-

jetos. Se mide por la cantidad de tonos grises que tiene una

imagen. A cada tono de gris le corresponde un píxel y un va-

lor numérico. Al píxel negro le corresponde el valor 0, y al

blanco, el 63.

• Resolución espectral: La mayoría de los satélites tienen sen-

sores que trabajan en más de una sola banda del espectro

electromagnético.

5. Control de recursos hídricos. Buscando agua.

A parte de para otras muchas utilidades,

los satélites sirven para la búsqueda de re-

cursos hídricos, la medición de salinidad de

los océanos, y la humedad del suelo. Esto

se realiza gracias a un sistema de satélites

que orbitan a unos 800 km alrededor de la

Tierra. Estos satélites captan la radiación emitida por la Tierra a través de sen-


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sores espectrométricos de los que antes se ha hablado. Gracias a estos datos,

se obtiene una imagen, habitualmente en falso color con una banda para cada

una de estas regiones del espectro.

Gracias a esta técnica podemos encontrar aguas subterráneas y ríos bajo el

hielo de forma más rápida y gastando menos energía.

Al poder encontrar aguas subterráneas, por

ejemplo, en países tercermundistas, se podrá

minorizar la falta de agua en esos países y po-

der abastecer a gran parte de la población. Por

medio de los satélites y la medición de la radia-

ción, a parte de encontrar las cuencas, se pue-

de precisar los mejores sitios para perforar, que

es muy importante.

En cuanto la búsqueda de ríos bajo el hielo, se han podido encontrar lagos y

ríos subglaciares en la Antártica, y, ahora, están investigando la forma de per-

forar y llegar a estos lagos en donde se piensa que puede existir un tipo de vi-

da antigua.

Gracias a la medición de los satélites, se pueden realizar mapas de los niveles

de sal de los océanos y la humedad del suelo, y, con estos datos se podrá me-

jorar la predicciones meteorológicas.

Esta novedosa forma de medición aportaría importantes aplicaciones en el sec-

tor agrícola y en la prevención de riesgos hidrológicos:

-Sector agrícola: actualmente, el sector de la agricultura se basa en la intui-

ción y la experiencia para saber cuando efectuar los riegos para las cosechas,

pero gracias a este sistema, el agricultor sabría cuando realizar los riegos y las

cantidades de agua que debe aportar en cada riego.

Humedad en el suelo de España


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-Prevención de riesgos hidrológicos: el problema de las inundaciones podría ser

parado en gran manera, al tener conocimientos de las cantidades exactas de

agua recogidas en el suelo.

También se pueden obtener mapas a partir de

sistemas de teledetección activos, es decir, las

ondas electromagnéticas “eco” captadas por los

radares. Las imágenes que proporcionan los saté-

lites son parecidas a fotografías, pero no se inter-

pretan igual.

Al interpretar estas imágenes de radar, nos muestran:

� Las corrientes marinas.

� Cuanto miden las olas del mar.

� Las imágenes de los satélites son muy útiles para los rompehielos que

navegan por los hielos del Ártico y del Antártico. Estos barcos utilizan

estas imágenes para ver cuales son las rutas óptimas.

� Ver las mareas negras antes de que lleguen a la costa.

Gracias a todas estas interpretaciones de los mapas conseguidos por los satéli-

tes, conseguimos una gran mejora para el medio ambiente y para la sociedad.

6. CONTROL DE RECURSOS FORESTALES Y AGRÍCOLAS

El análisis de la vegetación se realiza por medio de imágenes que muestran

el crecimiento del cultivo desde la siembra a la cosecha, todo tipo de cambios

según avanzan las estaciones y toda clase de anormalidades como la compre-

sión del suelo, la existencia de malas hierbas en el terreno, la insuficiencia de

riego… Las imágenes actúan como un indicador temprano del rendimiento, lo

que facilita algunas decisiones a la hora de asignar recursos y tomar decisiones

de marketing.


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Pero para obtener todos los beneficios se debe entender y tener la capacidad

de interpretar la imagen. Hay un gran número de instrumentos de realce que

pueden ayudar a la hora de interpretar una imagen con un uso específico. Las

técnicas usadas dependerán de los fines del usuario final asi como del tipo de

datos de detección a distancia. Estas técnicas incluyen:

Detección del cambio- se basa en la comparación de una imagen con otra to-

mada anteriormente en la misma zona. Con ello se puede ver los cambios que

ha sufrido la zona

Clasificaciones — los pixeles se agrupan en clases y a cada clase se le da un

color único, así se producen imágenes de campos con numerosos niveles de

color de 8-15 que corresponden a área vegetal o masa de plantas.

Índices de vegetación —el contraste espectral puede usarse para identificar la

presencia de vegetación verde y evaluar algunas de sus características.

Respuesta de la vegetación al riego - elabora imágenes sobre como ha raccio-

nado la vegetación al riego (si se ha usado demasiada agua, demasiada po-

ca…)

En cuanto al control de recursos forestales las exigencias actuales básicas

corresponden a tres grupos de parámetros forestales: clasificación de la vege-

tación; variaciones en la cobertura vegetal; y características físicas del terreno.

-Cartografía de la vegetación: La cartografía de la vegetación se basa en datos

de alta resolución mediante la que se tiene, por ejemplo, una alta precisión pa-

ra distinguir claros de bosques.

Detección y medición de las variaciones

Un área de especial interés la constituyen la detección y la medición de las

transformaciones de un tipo de cubierta forestal en otro. La exactitud de la


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medición de las variaciones depende de 2 factores: la resolución del terreno y

de la discriminación espectral de las formas. Todo ello puede levar a predic-

ciones de tendencias espaciotemporales tan importantes en estudios de impac-

tos ambientales.

En lo referente a incendios forestales sabemos que al menos el 80% son

debidos a causas naturales así que debemos plantearnos la posibilidad de anti-

ciparse a estas causas conociéndolas.

Damos cuenta de, por ejemplo, la conveniencia del cuidado de los bosques pa-

ra evitar el excesivo crecimiento de la maleza, de crear zonas de pastos en

medio de áreas boscosas, etc.

En nuestro país existen los satélites NOAA que controlan la situación de la ve-

getación hasta cuatro veces al día. En las imágenes que obtenemos de estos

satélites se puede medir la cantidad de biomasa existente en cada kilómetro

cuadrado y el estado de humedad de la vegetación.

Con estos datos se elaboran diariamente dos mapas mediante ordenador en

los que se observan las posibles variaciones de la vegetación, lo que permite

conocer datos como cuál zona esta más seca o en cual decae más rápido su

vitalidad con lo que obtenemos un

mapa de las zonas más propensas

a incendiarse si lo combinamos

con los datos del tipo de vegeta-

ción la altitud…

Con respecto al conocimiento de

la situación meteorológica, hay

una serie de estudios que nos in-

dican que en el 99% de los casos

de incendios hay dos tipos de si-

tuación atmosférica. La primera es una zona de borrasca originada por el in-

tenso calentamiento solar a nivel del suelo e inmersa en un anticiclón. La se-

Recientes incendios en Australia. Vista satélite


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gunda corresponde a una zona de baja presión en superficie con unn frente frío

asociado. Ambas situaciones tienen en común que generan fuertes corrientes

ascendentes de aire que actúan como chimenea. Estas situaciones favorecen el

desarrollo del fuego por la sequedad que produce en el ambiente y los fuertes

vientos que las preceden.

La visualización de estas imágenes en tiempo real (ya sea en el canal visible o

infrarrojo) puede ser de gran utilidad para orientar las tareas de extinción y

tener una primera cuantificación de la magnitud de lo que está sucediendo.

En conclusión, disponer de la información de satélites NOAA es muy útil ya que

nos permite prepararnos ante un incendio conociendo de antemano la zona en

la que se va a desarrollar, e incluso a evitarlo mediante acciones preventivas

en aquellas zonas con más probabilidad de ser incendiada.

7. Prospección geológica.

La prospección geológica, sirve, entre otros para buscar recursos energéticos

fósiles. Los geólogos buscan una cuenca sedimentaria con esquistos (un grupo

de rocas metamórficas) con abundante materia orgánica. Éstos deben llevar el

suficiente tiempo enterrados para que se haya formado el petróleo,gas o car-

bón.

El método más rentable de exploración del que disponen los geólogos actual-

mente son las imágenes que toman los satélites.

En una fotografía a color, el color de las rocas que salen en ésta, revela su

composición; la creta y la caliza son blancas, los granitos por lo general son

pálidos y los basaltos son negros.

Cada tipo de roca tiene su “huella dactilar” que la distingue cuando se observa

bajo una longitud de onda infrarroja. Esto puede determinar, entre otros, qué

rocas contienen Manganeso y Cromo.

Por otro lado, las imágenes satélite revelan fallas en las roca, que pueden no

ser perceptibles sobre el terrero. Gracias a esto, se elabora un mapa de acci-

dentes geológicos, con el que es posible determinar dónde es probable que


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haya vetas de minerales o depósitos de petróleo.

8. Control de océanos.

Una de las misiones fundamentales de los satélites medioambientales es el

control de los océanos; dado que ¾ partes del planeta están cubiertas por el

agua parece vital su vigilancia si queremos averiguar el “estado de salud” de

nuestro planeta.

Mediante el análisis del rebote de las ondas de radar enviadas por el satélite

hacia la superficie de la Tierra se pueden deducir, entre otros, los siguientes

aspectos:

Medición del nivel del mar: mediante un mapa cuya función es tomar medidas

precisas de los océanos y crear modelos de referencia del nivel del mar, llama-

do mapa gravitatorio, podremos obtener la altura exacta del nivel del mar, con

un margen de error muy reducido. Gracias a esto, se puede mejorar el cono-

cimiento de los cambios globales y regionales de los niveles del mar, obtenien-

do así una previsión mas acertada de las condiciones meteorológicas y la salud

de los océanos.

Control de vertidos.

Un vertido, independientemente de su tamaño, puede afectar negativamente a

los animales cercanos al mar, aves peces, mamíferos, etc. Gracias a la detec-

ción de los vertidos de hidrocarburos, se toman decisio-

nes con el fin de reducir el impacto de la contaminación y

también la localización de posibles infractores. Mediante

las imágenes de un radar de apertura sintetica (radar,

que realiza varias pasadas sobre la zona a estudiar, efec-

tuando una foto en cada ocasión y que posteriormente,

combina para obtener una imagen única de la zona estudiada) se determina la


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rugosidad de la superficie marina. Una superficie lisa no

producirá casi retorno mientras que una superficie rugosa

causara un rebote significativo.

La presencia de hidrocarburos provoca una formación de

capas, que modifican la viscosidad y amortiguan este tipo

de ondas, disminuyendo así la rugosidad. Debido a esto,

los hidrocarburos aparecen en las imágenes radar como zonas oscuras que

contrastan con un fondo más brillante.

La medición de la temperatura de los océanos se hace mediante satélites

de orbita polar NOAA que lleva un sensor de muy alta resolución. Este sensor

mide desde el espectro a la infrarroja térmica. La principal función de este sen-

sor es la determinación de la temperatura de la superficie del mar (TSM). El

significado exacto de "superficie" dependerá del método de medida que utili-

cemos. Un satélite radiométrico "ve" un mapa de temperatura representando

el milímetro superior; un termómetro en el océano, "vería" aproximadamente

la capa superior de 1 metro; las medidas proporcionadas por los barcos alcan-

zan los 5m bajo al superficie. Gracias a la TSM medida desde los satélites te-

nemos una perspectiva gráfica del océano y una alta frecuencia de repetición

de vistas, permitiendo así el estudio de la dinámica de la superficie del océano,

cosa que no sería posible con otros métodos de medida.. Por ejemplo, un saté-

lite tarda en cubrir una determinada zona en 2 min, mientras que un barco a

20km/h (10 nudos) tardaría aproximadamente 10 años en cubrir dicha zona.

9. Medición de gases de efecto invernadero y del ozono

Las mediciones del ozono atmosférico Desde hace treinta años, las mediciones

de ozono en la atmosfera también se realiza por medio de satélites.

El instrumento satelital más famoso es el TOMS (Total Ozone Mapping Spec-

trometer), que descubrió el agujero en la capa de ozono sobre la Antártida


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junto con otro satélite japonés. Sin embargo, este instrumento ha sido susti-

tuido por otro más moderno: el OMI (Ozone

Monitoring Instrument).

El OMI ofrece una cobertura total de la tierra

en 24 horas. Tanto el OMI como el TOMS fue-

ron validados por los equipos de tierra, dife-

renciando sus mediciones en solo un 2% en la-

titudes medias, y entre un 5% y 10% en lati-

tudes altas, donde las temperaturas varían di-

ariamente y se encuentra el 90% del ozono.

Existen diversos sistemas de medición del ozo-

no, pero nos centraremos en el Dobson para explicar el funcionamiento de es-

tos. Este sistema mide la diferencia de distintos pares de longitudes de onda

de la radiación ultravioleta emitida por el Sol, y que recibe reflejada de la Tie-

rra. De este modo, se determina el ozono existente en la atmósfera mediante

ciertos cálculos matemáticos basados en la siguiente relación: sabiendo que

cierta longitud de onda (pongamos A1) es absorbida por el ozono, mientras que

otra longitud de onda (A2) no es alterada por la presencia del ozono, podemos

averiguar la cantidad de ozono presente en la atmósfera comparando la inten-

sidad con la que se reciben A1 y A2, ya que A1 llegará con menos intensidad

cuanto más ozono haya en una zona en concreto.

Los gases implicados en el efecto invernadero son el dióxido de carbono, me-

tano, óxidos de nitrógeno, vapor de agua, ozono y otros gases artificiales. De

éstos, los más influyentes son los dos primeros: el CO2 y el CH4.

Se calcula que cada año se liberan a la atmósfera 30.000 millones de tonela-

das de CO2 procedentes de las actividades humanas. Queda mucho para com-

prender la relación entre las fuentes,(volcanes, incendios…) y los pozos natura-

les de CO2 (la tierra, el océano…). «Sabemos que alrededor de la mitad del

CO2 emitido cada año por la humanidad es absorbido por los sumideros natu-


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rales de la tierra y el océano. Pero desconocemos la localización de estos im-

portantes sumideros y en qué medida están absorbiendo el CO2 que emiti-

mos». Por eso, en el último siglo se a potenciado el uso de satélites para el

control de estos gases.

El satélite ENVISAT es el mayor satélite medioambiental europeo, fue lanzado

en marzo del 2002, orbita a una altura de 800 Km. Y esta equipado con diver-

sos sistemas de control ambiental: El GOMOS (medición de ozono), el MERIS

(medida de la radiación solar), entre otros.

El sistema encargado del control de los gases invernadero es el MIPAS (Michel-

son Interferometer for Passive Atmospherer Sounding). En cuanto a su funcio-

namiento, opera en el infrarrojo medio, y realiza medidas de alta calidad de

emisiones de O3, H2O, CH4, N2O Y HNO3.

Otro satélite con esta misma función es el OCO (Observatorio Orbitador de

Carbono, sun sus siglas en español). Este satélite de la NASA cuenta con un

único instrumento, que se encarga de medir concentraciones de gases en la

atmósfera: un espectrómetro que descompone la luz solar que refleja la tierra,

para analizar su espectro y determinar que cantidades de CO2 y O2 hay en ca-

da zona.

10. Bibliografía

-“Ciencias de la Tierra y medioambientales de 2º Bachillerato”. Ed. McGraw-Hill. Diadora Calvo, MªTeresa Molina, Joaquín Salvachúa.

-“Apuntes de tecnología aeroespacial”. EUIT.Aeronáuticos. Univ Politécnica de Madrid.

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