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Activada la Carta Internacional Espacio y Grandes Catástrofes

Un gran terremoto de 7 grados de magnitud en la escala de Richter sacudió el sur-este de Haití, la capital Port-au-Prince, el martes 12 de enero de 2010, seguido de numerosas réplicas de más de 5 grados de magnitud. El terremoto causó un importante numero de bajas y daños materiales que afectan a alrededor de 5,4 millones de personas.

La Carta Internacional “Espacio y Grandes Catástrofes” se activó el pasado 13 de enero tras dicho terremoto, bajo el código 287-290 y a solicitud de la Protección Civil francesa, la UNOOSA en nombre de la Misión de Mantenimiento de la Paz de las Naciones Unidas en Haití (MINUSTAH), la Seguridad Pública de Canadá y el Programa Americano de Daños por Terremotos de la Inspección Geológica de los Estados Unidos (USGS). La gestión de la activación de la Carta ha corrido a cargo de la Agencia Espacial Europea (ESA), en colaboración con el proyecto SAFER, en el marco de la iniciativa GMES (Global Monitoring for Environment and Security).

La Carta Internacional, declarada en vigencia oficialmente el 1 de noviembre de 2000,  tiene como objetivo proporcionar, a través de Usuarios Autorizados, un sistema unificado de adquisición y entrega de datos espaciales, dedicado a los afectados por catástrofes naturales o antropogénicas. Cada agencia miembro ha comprometido recursos para apoyar las disposiciones de la Carta y, así, ayudar a mitigar los efectos generados por las catástrofes sobre la vida de las personas y los bienes.

Un Usuario Autorizado puede solicitar, con una simple llamada telefonica, la movilización de los recursos espaciales y recursos terrestres relacionados (RADARSAT, ERS, ENVISAT, SPOT, IRS, SAC-C, satélites NOAA, LANDSAT, ALOS, DMC y otros) de las agencias miembro para obtener datos e información sobre alguna catástrofe.

En esta activación de la Carta, ya se han tomado y van a tomarse imágenes de alta resolución de Haití con los siguientes satélites:

  • Miércoles 13 de enero: GeoEye-1, WorldView-1
  • Jueves 14 de enero: SPOT 5, Radarsat-2
  • Viernes 15 de enero: WorldView 2, QuickBird, SPOT5, Radarsat-2
  • Domingo 17 de enero: WorldView 2
  • Lunes 18 de enero: WorldView 1
  • Martes 19 de enero: SPOT5

Algunas de las imágenes están disponibles en los siguientes servidores:

UNOSAT también ofrece las imágenes en formato vectorial KML para Google Earth.

Fuentes:

Carta Internacional “Espacio y Grandes Catástrofes”

UNOSAT involvement in Haiti earthquake response

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COSPAS-SARSAT

COSPAS-SARSAT es un sistema de telecomunicaciones vía satélite diseñado para proporcionar alertas de desastres y datos de posicionamiento con la finalidad de ayudar en operaciones de  Búsqueda y Rescate (SAR, Search And Rescue), usando satélites y una red de estaciones terrestres que permiten la detección y localización de las señales emitida por radiobalizas de emergencia que operan en la banda comprendida entre 406,000 MHz y 406,100 MHz.

Existen estudios que indican que las posibilidades de supervivencia tras un accidente aéreo son inferiores al 10% si la operación de rescate se demora más de dos días. En cambio, la probabilidad de supervivencia está por encima del 60% si el rescate se produce antes de 8 horas. Por este motivo, conocer con exactitud dónde se ha producido el accidente es de importancia vital.

El uso operativo del sistema CORPAS-SARSAT por parte de las agencias involucradas en búsqueda y rescate  comenzó con el rescate de tres personas tras el accidente de una aeronave ligera en Canadá, en septiembre de 1982. Desde entonces, el sistema se ha utilizado en miles de operaciones SAR permitiendo el rescate de unas 24.000 personas en todo el mundo, en el 80% de los casos en accidentes marítimos, en un 12% en accidentes aéreos y en un 7% en accidentes terrestres.

El sistema fue desarrollado inicialmente a través de dos memorandos de entendimiento entre agencias de la antigua URSS, Estados Unidos, Canadá y Francia, firmados en 1979 y 1982, respectivamente. En 1988 esas cuatro naciones firmaron el Acuerdo Internacional para el Programa CORPAS-SARSAT, que aseguró la continuidad del sistema y su disponibilidad para cualquier otro país sin ningún tipo de discriminación. Actualmente, existen otros 34 países que colaboran en la gestión y operación del sistema, entre los que se encuentra España a través del Instituto Nacional de Técnica Aerospacial (INTA), dependiente del Ministerio de Defensa.

El sistema permite recibir la señal de alerta de balizas de emergencia, que pueden ser de tres tipos:

ELT (Emergency Location Transmitters), usadas por aeronaves.

EPIRB (Emergency Position Indicating Radio Beacons), de uso marítimo. Desde el año 1993, es obligatorio que todos los barcos de más de 300 toneladas lleven una EPIRB.

PLB (Personal Location Beacons), de uso personal. Este tipo de baliza solamente está autorizada en algunos países.

Algunas balizas se activan automáticamente tras aun accidente, por impacto o inmersión, y otras requieren su activación manual. Las balizas transmiten ráfagas de unos 500 ms de duración cada 50 segundos, con una potencia de 5 W (+- 2 dB), optimizando de esta forma el consumo de las baterías y posibilitando la detección simultánea de hasta 90 balizas por un mismo satélite.

Actualmente, CORPAS-SARSAT solamente opera con balizas de 406 MHz. El 1 de febrero de 2009 se dejó de prestar servicio a las antiguas balizas que operaban en 121,5 MHz y 243 MHz, con menos prestaciones, siguiendo las recomendaciones de la Organización de Aviación Civil Internacional (ICAO) y de la Organización Marítima Internacional (IMO). No obstante, las balizas usadas en aeronaves y embarcaciones suelen incluir un transmisor adicional en 121,5 MHz, empleado para tareas de localización (homing) por parte de las aeronaves de socorro equipadas con radiogoniómetros.

La señal digital de 406 MHz emitida por las balizas se recibe en el segmento espacial por los satélites de la constelación COSPAS-SARSAT, que operan tanto en la órbita geoestacionaria (GEOSAR) como en órbitas de polares baja altura (LEOSAR). Los satélites retransmiten estas señales a las estaciones terrestres de procesamiento del segmento terreno (LUT, Local User Terminals), desde donde se generan los correspondientes mensajes de alerta destinados a alguno de los 26 centros de control de misión (MCC, Mission Control Centers) existentes, que finalmente ponen en marcha las operaciones de rescate contactando con los Centros de Coordinación de Rescate (RCC, Rescue Coordination Centres) adecuados. En España existe una estación LUT/MCC, ubicada en el Centro Espacial de Maspalomas, en las Islas Canarias.

Los satélites geoestacionarios GEOSAR son capaces de proporcionar una alerta inmediata gracias al gran tamaño de su huella sobre la superficie terrestre. Los GEOSAR son básicamente repetidores de 406 MHz que retransmiten la señal de la baliza a estaciones terrestres denominadas GEOLUTs. Actualmente, existen un total de 17 GEOLUTs repartidas por todo el mundo. La constelación GEOSAR está formada por satélites GOES, MSG e INSAT y su instrumental ha sido suministrado por Estados Unidos, Europa e India.

Esta capacidad se complementa con los satélites de órbita baja LEOSAR, que ayudan a cubrir  las zonas polares, pueden delimitar con mayor precisión la posición de la baliza usando técnicas de proceso Doppler y gracias a su movimiento relativo respecto a la superficie terrestre permiten captar señales de balizas que podrían quedar obstaculizadas para su recepción en los GEOSAR por culpa de la orografía del terreno. Los LEOSAR están dotados además de una memoria que permite captar y almacenar la señal de una baliza y retransmitirla hacia la siguiente estación terrestre, denominada LEOLUT en este caso, con la que tenga cobertura, empleando para ello un enlace descendente de 2,4 kbps en 1544,5 MHz. Actualmente, existen un total de 45 LEOLUTs repartidas por todo el mundo. La constelación LEOSAR está formada por dos satélites COSPAS rusos orbitando a una altitud de 1000 km y otros dos satélites norteamericanos, con instrumentos canadienses y franceses, orbitando a 850 km de altitud. Los LEOSAR  completan su órbita en unos 100 minutos, lo que supone un pase de unos 15 minutos para cualquier ubicación terrestre. Cada satélite barre un área de unos 4.000 km de anchura.

La posición de la baliza de emergencia puede determinarse de dos formas. Por un lado, las balizas desarrolladas desde 1997 disponen de GPS o tienen la posibilidad de conectarse a un GPS externo, incluyendo su propia posición en la señal emitida hacia el satélite. Esta señal se capta y se retransmite por un satélite GEOSAR, permitiendo localizar a la baliza de forma casi inmediata (menos de 10 minutos en el 99% de los casos).

En caso negativo, gracias al movimiento relativo de los satélites LEOSAR se pueden emplear técnicas de análisis del efecto Doppler respecto a la portadora de 406 MHz de la baliza para determinar su posición. La utilización de técnicas Doppler requiere datos de más de un satélite para resolver posibles ambigüedades, lo que puede causar cierto retraso en el procesamiento de la alerta, especialmente en zonas próximas al Ecuador. La probabilidad de detección de los LEOSAR en un sólo pase es superior al 98%, aumentando hasta el 100% en pases sucesivos. La precisión de la localización usando análisis Doppler es del 87% en un radio de 5 km. El tiempo total de espera para identificar y posicionar a una radiobaliza puede variar entre menos de una hora para latitudes altas hasta menos de dos horas cerca del Ecuador, con una probabilidad del 95%.

Las balizas más modernas transmiten un mensaje que incluye un campo con un patrón de sincronización, el código de país, la identificación unívoca de la baliza, su posición GPS si está disponible, un código de corrección de errores y datos suplementarios.

Todas las radiobalizas han de cumplir con las especificaciones del sistema impuestas por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), además de las impuestas por los respectivos organismos reguladores de cada país, entre las que se incluye el registro obligatorio en una base de datos que permita su identificación en caso de activación.

Actualmente, existen más de 600.000 radiobalizas de 406 MHz. En el caso concreto de España, hay 815 ELTs registradas en la Dirección General de Aviación Civil y 18.255 EPIRBs en la Dirección General de la Marina Mercante (datos del año 2008),

En el futuro está previsto el despliegue de satélites de órbita media, denominados MEOSAR, que proporcionarán una huella más amplia que los LEOSAR y errores inferiores a 2 km en la determinación de la posición de las radiobalizas de emergencia. Para ello, se utilizarán satélites de otras constelaciones como GPS (dando lugar al DASS, Distress Alerting Satellite System), Galileo o Glonass. En el caso de SAR/Galileo, existirá la posibilidad de que los centros de control envíen una señal de reconocimiento de alerta de vuelta a la propia radiobaliza, de forma que las víctimas sean conscientes del inicio de las operaciones de rescate.

Fuentes: COSPAS-SARSATDocument C/S G.003, “La tecnología espacial al servicio del salvamento marítimo” (Emilia Melián Martínez, SPMCC COSPAS-SARSAT, 2008)

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Radares Meteorológicos

Los radares meteorológicos están diseñados para la teledetección de fenómenos como la lluvia, el granizo y la niebla. Para que la detección sea efectiva, la frecuencia de trabajo ha de ser tal que la longitud de onda correspondiente sea del orden del tamaño del objeto que se pretende detectar. Por este motivo, los radares meteorológicos suelen operar en banda S (2-4 GHz), con alcances de hasta 240 km, banda C (4-8 GHz), con alcances inferiores a 120 km o en banda X (8-12 GHz), con alcances inferiores a 60 km. La Agencia Estatal de Meteorología (AEMET) suele utilizar radares en banda C.

Los radares son del tipo pulsado, es decir, emiten pulsos de una duración determinada cada cierto tiempo preestablecido. Por otro lado, el haz del radar de mueve mecánica o electrónicamente para poder barrer amplias regiones de la atmósfera.

Al incidir el pulso de radio emitido por el radar en una gota de agua, se produce un fenómeno de dispersión, es decir, la energía se refleja en varias direcciones y una pequeña parte llega de nuevo a la antena del radar, donde a través de un receptor se calculan dos parámetros: su intensidad y el tiempo transcurrido desde que se transmitió el pulso hasta que se recibe su reflexión.

Sabiendo que las ondas de radar se transmiten a la velocidad de la luz y habiendo medido el tiempo de ida y vuelta del pulso, es posible determinar a qué distancia se ha producido la reflexión, es decir, a qué distancia del radar se está produciendo la precipitación. Dado que el movimiento del haz del radar está controlado electrónicamente, en todo momento se conocen la elevación y el acimut con el que se emiten los pulsos. De esta forma, se determina con exactitud la posición exacta donde se está produciendo la precipitación. Por ejemplo, los radares de la AEMET realizan 20 barridos acimutales completos cada 10 minutos.

Realmente, en cada región del espacio se toman medidas con varios pulsos para obtener datos más fiables.

Por otro lado, conocidas la potencia de transmisión y otros parámetros del radar, la distancia a la que se ha producido la reflexión y la potencia del pulso reflejado de vuelta al radar, es posible determinar otro parámetro denominado reflectividad, proporcional a la sexta potencia del diámetro de las gotas y que por tanto nos da una idea de la intensidad de la precipitación. La reflectividad se mide en decibelios Z (dBz). Por debajo de 12 dBz generalmente no existe precipitación, mientras que valores por encima de 60 dBz indican precipitaciones muy intensas.

Las mediciones realizadas con los radares meteorológicos necesitan una serie de correcciones. Por ejemplo, cuanto más lejana sea la medida, normalmente se realizará a mayor altitud, debido a la curvatura de la Tierra. Esto implica que realmente se está midiendo la precipitación a una altura determinada y no sobre la superficie terrestre. Para obtener datos más útiles, se emplean dos tipos de técnicas: PPI (Plan Position Indicator), proyectando los valores de reflectividad a distintas alturas sobre la superficie terrestre, y CAPPI (Constant Altitude Plan Position Indicator), técnica que permite combinar datos de distintas mediciones para determinar la reflectividad en un plano virtual de altitud predeterminada.

En España, la Agencia Estatal de Meteorología dispone de una red de 15 radares ubicados en las provincias de A Coruña, Almería, Asturias, Barcelona, Cáceres, Las Palmas, Madrid, Málaga, Mallorca, Murcia, Palencia, Sevilla, Valencia, Vizcaya y Zaragoza. La AEMET ofrece una imagen denominada composición nacional radar, construída con las imágenes obtenidas por cada uno de esos radares, que se corresponden a zonas geográficas definidas por un círculo centrado en el radar, un radio de 240 km y una resolución de 2 x 2 kilómetros cuadrados.

La Agencia Vasca de Meteorología (Euskalmet) también dispone de un radar y el Servicio Meteorológico de Cataluña tiene una red formada por tres radares.

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GDACS, el Sistema Global de Coordinación y Alerta ante Desastres

GDACS (Global Disaster Alert and Coordination System, Sistema Global de Coordinación y Alerta ante Desastres) es una iniciativa conjunta de las Naciones Unidas y la Comisión Europea, que proporciona alertas en tiempo real sobre desastres naturales en todo el mundo y herramientas para facilitar la coordinación de la respuesta ante los mismos, incluyendo monitorización de medios de comunicación, catálogo de mapas y un Centro de Coordinación de Operaciones Virtual.

La información contenida en el sitio web de GDACS se recolecta con la participación de las siguientes organizaciones: la Unidad de Seguridad Global y Gestión de Crisis (GlobeSec) de la Unión Europea, el Programa de Aplicaciones Operativas de Satélite del Instituto para la Investigación y el Entrenamiento, UNOSAT) de Naciones Unidas, el Centro de Coordinación de Operaciones Virtual (OCHA-VirtualOSOCC) de la Oficina de Coordinación de Asuntos Humanitarios de Naciones Unidas y el programa Reliefweb de esa misma organización.

El sistema GDACS es una plataforma web que combina los datos de sistemas de gestión de información de desastres basados en web ya existentes, con el objetivo de alertar a la comunidad internacional en casos de desastres mayores repentinos y para facilitar la coordinación de la respuesta internacional durante la fase de mitigación del desastre. GDACS se compone de los siguientes elementos:

  • Un conjunto de estándares para asegurar la interoperabilidad entre los sistemas de alerta y coordinación ya existentes.
  • Un conjunto de procedimientos de trabajo para asegurar la fiabilidad de la creación y el intercambio de información durante una situación de respuesta ante crisis.
  • Informadores comprometidos a proporcionar información relacionada de acuerdo a los estándares y procedimientos de trabajo establecidos.

El sistema se activa desde el momento en el que se predice o se observa la ocurrencia de un desastre natural hasta el final de la fase de mitigación, periodo que normalmente comprende entre tres y cuatro semanas. Actualmente, GDACS no contempla la alerta temprana ni las fases de rehabilitación y reconstrucción.

Las alertas de desastre pueden dispararse de dos formas: automáticamente a través de la herramienta de monitorización de desastres y estimación de impacto y pérdidas (ASGARD) o bien a través de un informador registrado de la Oficina Virtual OSOCC que haya observado un desastre mayor. Las alertas pueden verse en la web de GDACS y el sistema envía además información más precisa a los gestores de crisis registrados en el sistema.

Actualmente, GDACS contempla alertas de cuatro tipos:

Alertas de terremoto, recolectando información cada 5 minutos de los servidores del Centro Nacional de Información sobre Terremotos (NEIC) de la Inspección Geológica de Estados Unidos (USGS), el Centro Sismológico Euromediterráneo (EMSC) el Programa GEOFON del Centro Helmholtz de Postdam y la Agencia Meteorológica Japonesa (JMA). Si es preciso, una alerta de terremoto puede generar una alerta de tsunami.

Alertas de ciclones tropicales, recolectando información cada 10 minutos del Centro de Desastres del Pacífico (PDC) y el Instituto de Astronomía Solar de la Universidad de Hawaii (IFA SOLAR).

Alertas de erupciones volcánicas, con informes del Programa Global sobre Volcanismo.

Alertas de inundaciones, a través del Observatorio de Inundaciones de Dartmouth.

ASGARD es el sistema automático de evaluación del impacto de un desastre utilizado por GDACS y a la hora de generar una alerta combina la información disponible sobre los eventos, la población existente en el área afectada y la vulnerabilidad de dicha población.

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