Un satélite americano-europeo realizará el primer estudio mundial de agua dulce del mundo

El agua es vida, pero a pesar de su importancia, la humanidad tiene una visión sorprendentemente limitada de los cuerpos de agua dulce de la Tierra. Los investigadores tienen mediciones fiables del nivel del agua de solo unos pocos miles de lagos en todo el mundo, y poca o ninguna información sobre algunos de los sistemas fluviales más importantes del planeta. El próximo satélite Topografía de Aguas Superficiales y Océanos, SWOT (por sus siglas en inglés), realizará mediciones de más del 95 % de los lagos, ríos y embalses de la Tierra. SWOT llenará ese enorme vacío. Al proporcionar más datos sobre el ciclo del agua de la Tierra, ayudará a una mejor gestión de los recursos hídricos y ampliará el conocimiento de cómo el cambio climático afecta a los lagos, ríos y embalses.

Fruto de una colaboración entre la NASA y la agencia espacial francesa Centre National d'Études Spatial (CNES), con contribuciones de la Agencia Espacial Canadiense y la Agencia Espacial del Reino Unido, SWOT está programado para lanzarse en noviembre desde la Base de la Fuerza Espacial Vandenberg en California. Ingenieros y técnicos están terminando de trabajar en el satélite en una instalación dirigida por la empresa Thales Alenia Space en Cannes, Francia.

SWOT tiene varias tareas clave, incluida la medición de la altura de los cuerpos de agua en la superficie de la Tierra. Sobre el océano, el satélite podrá "ver" características como remolinos de menos de 100 kilómetros (60 millas) de ancho, más pequeños que los que podían observar los satélites anteriores. SWOT también medirá más del 95% de los lagos de la Tierra de más de 6 hectáreas (15 acres) y ríos de más de  100 metros  (330 pies) de ancho.

“Las bases de datos actuales tal vez tengan información sobre un par de miles de lagos en todo el mundo”, explica Tamlin Pavelsky, líder científico de la NASA para SWOT especializado en agua dulce. "SWOT aumentará ese número a entre 2 millones y 6 millones".

Además de medir la altura del agua, ya sea en un lago, río o embalse, el SWOT también medirá su extensión o área de superficie. Esa información crucial permitirá a los científicos calcular cuánta agua se mueve a través de los cuerpos de agua dulce. "Una vez que obtienes el volumen de agua, puedes evaluar mejor el balance de agua, o la cantidad de agua que entra y sale de un área", señala Lee-Lueng Fu, científico del proyecto SWOT en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, que gestiona la parte estadounidense de la misión.

Esto es importante porque el cambio climático está acelerando el ciclo del agua de la Tierra. Las temperaturas más cálidas significan que la atmósfera puede contener más agua (en forma de vapor de agua), lo que puede causar, por ejemplo, que las tormentas de lluvia sean más fuertes de lo que normalmente se suelen ser en una región. Esto, a su vez, puede causar estragos en las granjas y dañar los cultivos. Estos cambios acelerados pueden dificultar la gestión de los recursos hídricos de una comunidad.

“A medida que se intensifica el ciclo del agua de la Tierra, la predicción de futuros eventos extremos como inundaciones y sequías requiere monitorear tanto los cambios en el suministro de agua del océano como la demanda y el uso del agua en la tierra. La mirada global de SWOT a todas las aguas superficiales de la Tierra nos dará exactamente eso”, explica Nadya Vinogradova Shiffer, científica del programa SWOT en la sede de la NASA en Washington.

Una imagen mayor y mejor

SWOT proporcionará sus innovadores datos utilizando un nuevo instrumento llamado interferómetro de radar de banda Ka (KaRIn), que hace rebotar pulsos de radar en la superficie del agua y recibe la señal de retorno con dos antenas al mismo tiempo. Las antenas están espaciadas a 10 metros (33 pies) de distancia en una especie de brazo, lo que permite a los investigadores recopilar información a lo largo de una franja de aproximadamente 120 kilómetros (75 millas) de la superficie de la Tierra, un campo más amplio que el de los satélites predecesores.

La ingeniería requerida para este tipo de sistema es complicada porque una antena tan grande requiere una estabilidad increíble y porque los investigadores necesitan cálculos muy precisos para producir mediciones de los océanos y cuerpos de agua dulce de la Tierra. “La idea básica de SWOT se remonta a fines de la década de 1990, pero convertir ese concepto en realidad, toda esa ingeniería, requirió una gran cantidad de tiempo y esfuerzo”, apunta Pavelsky.

Los satélites que ya están en órbita pueden medir la altura del agua (en el océano, lagos muy grandes y ríos muy anchos) o el área de superficie de un cuerpo de agua. Pero para calcular los cambios en el volumen a lo largo del tiempo, los científicos necesitan hacer coincidir las medidas de extensión y altura que diferentes instrumentos tomaron en diferentes días. Esto hace que sea difícil determinar los detalles básicos, como la cantidad de agua que fluye a través de los ríos del mundo y cuánto varía ese volumen. “Uno podría pensar que ya sabríamos eso”, dice Pavelsky. “Pero para muchos ríos en el mundo, simplemente no hay muchas mediciones de este tipo”.

SWOT eliminará la necesidad de improvisar la información de extensión y altura de diferentes satélites y, al mismo tiempo, el satélite brindará a los investigadores una visión global del agua superficial de la Tierra. “Será un cambio tremendo en nuestro conocimiento y comprensión del agua dulce”, señala Sylvain Biancamaria, miembro del equipo científico SWOT e investigador de agua dulce en el Laboratoire d'Études en Géophysique et Océanographie Spatiales en Toulouse, Francia.

Algunos estudios, incluido uno publicado el año pasado en Nature, han utilizado mediciones del nivel del agua para observar cómo los lagos y ríos de todo el mundo cambian con el tiempo. Sin embargo, los datos que los investigadores esperan de SWOT proporcionarán una mejor comprensión de los niveles de agua y el área de la superficie, los cuales se muestrearán con más frecuencia y en un área mayor de la Tierra. Una vez en órbita, SWOT enviará alrededor de un terabyte de datos sin procesar por día .

Científicos como Biancamaria y Pavelsky están especialmente deseosos de obtener información a nivel de cuenca, es decir, el área de tierra drenada por un lago o un río y sus afluentes. “Desde un punto de vista social, ya sea que estemos analizando el agua potable, la navegación o el control de inundaciones, el agua debe gestionarse a escala de la cuenca”, dijo Biancamaria. “Por lo tanto, se necesitan observaciones que cubran toda la cuenca, y SWOT proporcionará dicho conjunto de datos”.