LA INFORMACIÓN SATELITAL PARA LA GESTIÓN ANTE DESASTRES:

LA CARTA INTERNACIONAL DEL ESPACIO, LOS GRANDES DESASTRES

Y LA EXPERIENCIA DE EL USGSBrenda Jones

CAPÍTULO 15

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LA INFORMACIÓN SATELITAL PARA LA GESTIÓN ANTE DESASTRES: LA CARTA INTERNACIONAL DEL

ESPACIO, LOS GRANDES DESASTRES Y LA EXPERIENCIA DE EL USGS

Brenda Jones1, 2

Resumen

El Servicio Geológico de EE.UU. (USGS) es responsable de proporcionar la evaluación de peligros, riesgos y seguimiento de los terremotos, las advertencias de posibles peligros volcánicos, las evaluaciones de riesgo y las previsiones de los deslizamientos de tierra y apoya una red sísmica utilizada en el programa de alerta NOAA de maremotos. Además ante otros riesgos, el USGS desarrolla actividades relacionadas con la provisión de una red de flujo de mediciones, junto con los monitoreos de mareas de tempestad para apoyar en caso de inundación y las advertencias de clima severo.

El USGS también proporciona la información geoespacial para apoyar las operaciones de respuesta de emergencia de inundaciones, incendios, huracanes, terremotos y muchos otros desastres, así como los de origen antropocéntrico. Como parte de los esfuerzos de respuesta geoespacial, el USGS es uno de los miembros de la Carta Internacional del Espacio y los Grandes Desastres (Charter o Carta). A través de la Carta, junto con el Sistema de Distribución de Datos de Amenazas, el USGS se esfuerza por ofrecer un acceso rápido y oportuno a muchos tipos de sensores remotos, y productos geoespaciales de datos que pueden ser utilizados en las operaciones de respuesta a emergencias. El USGS ha establecido un proceso para el acceso y la difusión de los datos de teledetección en situaciones de desastre y comprende la naturaleza de los desafíos que representan las mejoras e inversiones para la sostenibilidad futura.

Palabras claves: Carta Internacional, teledetección, respuesta.

1 Científica-Física del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS). Coordinadora de Respuesta ante Desastres, Carta Internacional del Espacio y Grandes Catástrofes (Charter). Miembro de la Secretaría Ejecutiva de la Carta. 2Traducido por Marcos Adamson y Marianela Mora.

CAPÍTULO 15

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1. Introducción

El 12 de enero de 2010 un terremoto devastó gran parte de Puerto Príncipe, Haití y la región circundante. Más de 1.000.000 personas fueron desplazadas y gran parte de la infraestructura de la ciudad, la capital de Haití, se destruyó. Los organismos de socorro y organizaciones gubernamentales de todo el mundo apresuraron su llegada a la región y, pronto, los servicios básicos comenzaron a estar disponibles.

Foto 1. Las personas caminan en las calles del centro de Puerto Príncipe

Poco después de haber llegado los trabajadores de los organismos de socorro y otras organizaciones gubernamentales, se requerían respuestas a preguntas esenciales: ¿A cuánto ascienden los daños? ¿Cuáles carreteras están bloqueadas por deslizamientos? ¿Estaban los puertos y los muelles en condiciones funcionales y, de ser así, podría ser efectiva la utilización de los muelles por parte de los equipos de socorro? Y, más importante, ¿dónde se habían agrupado a los supervivientes para poder proporcionarles ayuda? Este tipo de información debe ser provista de manera oportuna a los trabajadores y organismos de socorro para que efectivamente se pueda responder ante la emergencia.

Sin embargo, actualmente y de forma crítica, existe un gran desfase asociado con la recolección y distribución de la información necesaria para los servicios de emergencia. Una posible solución para este problema es el procesamiento inteligente de la emergencia ante desastres basado en una red de sensores geoespaciales (Chuli Hu, 2011). Otra posible solución la ofrecen los sistemas de recolección en campo, los cuales in situ pueden proporcionar observaciones provenientes

Fuente: Timothy Fadek/Polaris for Time.

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de satélites de alta resolución, siendo estás rutinarias, repetitivas y continuas (M. D. Yang, 2007).

Reconociendo la importancia de contar con sistemas de recolección, redes de distribución, así como equipos de análisis entrenados disponibles, las organizaciones del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS, por sus siglas en inglés) y la Carta Internacional del Espacio y Grandes Catástrofes (la Carta o el Charter como se le conoce globalmente) se ha preparado para responder ante los desastres.

Foto 2. Las personas buscan sobre restos esparcidos por la calle en el centro de Puerto Príncipe

2. El caso del terremoto de Haiti y la Carta Internacional

En el caso del terremoto de Haití gran parte del flujo normal de información resultó afectado. Las líneas de energía fallaron y los enlaces de comunicaciones se interrumpieron o destruyeron. Con el fin de proporcionar fuentes de información relativa a los efectos del desastre, muchas agencias recurrieron a los sistemas de percepción remota de datos críticos (desde fotografías aéreas hasta imágenes de satélite) con el objetivo de analizar la información. Esa es una práctica común, en primer lugar para producir evaluaciones preliminares de daños de una manera rápida a partir de las imágenes satelitales. En segundo término, para refinar los productos que se obtienen y los datos, lo cual requiere mas tiempo para el análisis (Stefan Voigt, 2011). Los daños en Haití se cuantificaron en términos del número de edificios según los diferentes niveles de afectación, de acuerdo a los cinco tipos de daños descritos en la escala EMS-98 (Jan van A.N. Aardt, 2011).

Muchos países tienen operando satélites con objeto de recoger observaciones de las características de la superficie del planeta, las

Fuente: Timothy Fadek/Polaris for Time.

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cuales tienen diversas aplicaciones. Además, el creciente número de sistemas militares y comerciales ha adquirido una mayor relevancia el complementar los datos proporcionados para los sistemas civiles. Por lo tanto, hay tecnología en expansión que ofrece información a partir de avanzadas cámaras aéreas, radar, lidar y sensores de medición topográfica. El desafío para proveer un suministro de datos útiles depende de la abundancia de las observaciones recolectadas recogidas por todos estos sistemas científicos globales.

El problema se magnifica debido a la importancia de analizar los datos en contextos de emergencia, en particular cuando la respuesta inmediata y la rápida distribución de la información pueden salvar vidas humanas. La naturaleza del uso de datos geoespaciales durante las operaciones de respuesta de emergencia es distinta al uso de los datos geoespaciales en las operaciones de análisis ambiental (Dominik Brunner, 2009). Por lo tanto, hay una necesidad inmediata de aplicar los conocimientos especializados cuando ocurre un desastre. Para hacer frente a este problema, las organizaciones han establecido grupos para proporcionar ese tipo de respuesta, la cual en el caso del terremoto de Haití resultó esencial.

Se ha documentado que el uso de multi-sensores (enfoque multiplataforma) para la teledetección puede proporcionar la cobertura más completa de un evento (Karen E Joyce, 2009). Durante la fase de respuesta al terremoto de Haití, una cantidad sin precedentes de fotografías aéreas e imágenes satelitales fueron recopiladas por las agencias que respondieron. Hubo por lo menos cinco organizaciones que volaron ´´transectos´´ y tomaron fotografías aéreas, incluyendo la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA), Google, Microsoft, Banco Mundial / Rochester Institute of Technology y el Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Esto originó que se usarán más de 50.000 fotogramas de imágenes disponibles por los organismos de respuesta. También, hubo más de 600 imágenes de satélite óptico con diferentes resoluciones espacial y espectral que se recogieron en respuesta a la catástrofe.

Gran parte de los datos provenientes de satélites fueron proporcionados a través de cuatro solicitudes de activación de la Carta. Esta se activó tan pronto como la magnitud del terremoto de Haití fue reportada por la Oficina de las Naciones Unidas de Asuntos del Espacio Ultraterrestre (ONUSAT), en representación de la Misión de Mantenimiento de la Paz, la Protección Civil francesa, Seguridad Pública de Canadá y Programa de Riesgos de Terremoto del USGS.

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La Carta es una organización conformada por un convenio internacional entre agencias espaciales y de teledetección (miembros), los que proporcionan datos espaciales e información para apoyar los esfuerzos de socorro en caso de emergencias causadas por diferentes desastres, sea por eventos de tipo natural o antropogénicos. La Carta proporciona a los usuarios sus datos sin costo para que sean utilizados para poyar los esfuerzos de respuesta. La Carta es un sistema integrado de observación de la tierra que maximiza la disponibilidad de datos, permitiendo una mayor cantidad potencial de sobrevivientes, y de manera oportuna provee información satelital para la respuesta inmediata, el monitoreo y la estimación de impacto (I. Z. Gitas, 2008).

Mapa 1. Densidad de los edificios dañados y áreas de recolección en la región de Puerto Principe1/

Miembros de las once agencias proporcionaron tanto los datos históricos, como su procesamiento especializados, la adquisición prioritaria de datos y; más importante, la coordinación central de adquisiciones basadas en el espacio y su distribución. Los recursos civiles, comerciales y militares estaban intervenidos. Los datos de elevación, ALOS, SPOT, ENVISAT, ERS, Radarsat, HJ1b, CARTOSAT, TerraSAR-X, Landsat, ASTER, EO-1 y los datos de KOMPSAT provenían de fuentes de los Estados Unidos e internacionales. El sector comercial de Estados Unidos proveyó GeoEye, QuickBird, Ikonos, y las imágenes de visión del mundo. La fotografía aérea provino de los extensos acervos que han recopilado la NOAA, el Departamento de Defensa, Microsoft, Google y el Banco Mundial.

Nota: 1/ Imágenes de Digital Globe, adquirido el 15 de enero de 2010.Fuente: Sertit @SERTIT 2010.

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Se ha documentado que el uso de portales para el acceso a la información geoespacial proporciona un acceso más fácil y una gama más amplia de la información, al mismo tiempo reduce el esfuerzo necesario para encontrar los datos (Nancy Wiegand, 2007). El USGS ofrece el Sistema de Distribución de Datos sobre Amenazas (HDDS, http://hdds.ugs.gov/hdds2) como un portal de difusión de los datos/imágenes pre y post desastre. El HDDS ofrece un sistema único de acceso a datos que incluye colecciones provenientes de entidades federales, estatales, internacionales, y comerciales. Las imágenes que proporcionó la Carta a través de USGS provenían del HDDS. Los otros miembros de la Carta tienen sus propios métodos de distribución. Las imágenes se proporcionan bajo diferentes esquemas: dominio público, al alcance de todos, o restringido / licencia. En este último caso, están disponibles sólo para la comunidad que trabaja durante la fase de respuesta.

El caso del terremoto de Haití, el HDDS proporcionó acceso a aproximadamente 4 terabytes de imágenes. Durante el período comprendido entre enero 13 al 25 de febrero del 2010, hubo más de 600.000 archivos equivalentes a más de 54 terabytes de imágenes que fueron descargados del HDDS para el caso de Haití.

Gráfico 1. Miembros de la Carta

Era importante que los recursos provenientes de los miembros de la Carta estuvieran a disposición de manera coordinada para evitar la duplicación y la provisión esencial de datos relevantes. A las pocas horas del terremoto, organismos de socorro de la ONU tenía mapas basados en los datos recopilados.

Fuente: Tomado de la Carta Internacional del Espacio y

las Grandes Catástrofes.

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De manera significativa, la recolección de datos y el interés sobre Haití no terminó cuando los suministros de socorro comenzaron a llegar. Un estudio a largo plazo de la zona utilizando datos de sensores remotos continúa como medidas de prevención para la evaluación y planificación. Si bien es cierto que los datos de la Carta se proporcionaron para la fase de respuesta, hay muchos otros conjuntos de datos que fueron provistos para su uso en las etapas de mitigación y de recuperación.

La activación de la Carta para la respuesta del terremoto de Haití es una de las muchas activaciones recientes. La Carta ha sido activada en más de 300 desastres, ya sea debido a terremotos, erupciones volcánicas, deslizamientos de tierra, derrames de petróleo, incendios y otros peligros. Más de 80 países han recibido asistencia de miembros de la Carta ya que el consorcio se creó en 1999. Al momento del terremoto de Haití la Carta tenía 11 miembros. Más recientemente, su número se ha incrementado a 14.

Gráfico 2. Distribución de la activación de la Carta Internacional (noviembre de 2000 a junio de 2011)

La provisión de datos para la respuesta inmediata en caso de desastre, ha sido el distintivo del funcionamiento de la Carta desde sus inicios. Sin embargo, los datos sin un procesamiento y sin plena comprensión son poco útiles en momentos o situaciones críticas. En consecuencia, una fase importante de actividades de la Carta es la coordinación de expertos que pueden “traducir” los datos de manera que se derive información útil así como las interpretaciones de las imágenes y fotografías, de forma que resulte relevante para ser utilizada por el

Fuente: Gráfico proporcionado por la Carta Internacional del Espacio y las Grandes Catástrofes.

Leyenda:

TERREMOTO

DESLIZAMIENTO

VOLCÁN

TORMENTA/HURACÁN

INUNDACIÓN / TSUNAMI

HIELO/NEVADA

INCENDIO

DERRAME PETROLERO

OTRO

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personal de campo. Ese un valor agregado que la Carta le imprime a la información para asegurar su efectividad.

Además, la Carta ha ofrecido una serie de talleres de entrenamiento para capacitar como Administradores de Proyecto (Project Managers, por sus siglas en inglés) a personal de los países. Este curso ofrece una compresión sobre los recursos disponibles de los socios de La Carta y cómo se estructura y funciona de manera eficiente su sistema de activación. Este proceso de capacitación se ha llevado a cabo en Argentina, Costa Rica, Chile, Nigeria, Tailandia, el Reino Unido y los Estados Unidos. Estos cursos se han traducido en la generación de Administradores de Proyectos entrenados para los países de Argentina, Perú, Chile, Ecuador, Panamá, Uruguay, Venezuela, Costa Rica, Guatemala, Honduras, México, Jamaica, Kenia, Nigeria, Namibia, Tailandia, el Reino Unido, y los Estados Unidos.

La adquisición global de datos y la capacitación en el país es uno de los valores importantes de la experiencia ofrecida por los miembros de la Carta. Su experiencia individual y colectiva, las fuentes y aplicaciones de los datos de respuesta a los desastres, entre otros, han demostrado ser cruciales durante años para mitigar los efectos tanto de los eventos naturales como antropogénicos.

3. El papel de la USGS

El Subcomité sobre Reducción de Desastres del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología del Gobierno de los Estados Unidos ha identificado seis factores para la reducción de pérdidas ante los desastres:

a. Proporcionar información sobre peligros y desastres donde y cuando sea necesario.

b. Comprender los procesos naturales que producen riesgos.c. Desarrollar estrategias de mitigación de riesgos y tecnologías.d. Reconocer y reducir la vulnerabilidad de la infraestructura crítica

interdependientes.e. Evaluar la capacidad de recuperación de desastres, utilizando los

métodos estándar.f. Recomendar comportamientos prudentes ante los riesgos.

El Servicio Geológico (USGS) del gobierno de los Estados Unidos es un recurso de amplia relevancia para la provisión de datos e información para situaciones de desastre críticos. El USGS es un miembro del

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consorcio de la Carta, y tiene diversas responsabilidades asociadas a la respuesta ante desastres actuales y potenciales.

El papel del USGS es amplio y tiene diferentes dimensiones: i) Es el responsable primordial de proporcionar la notificación y las advertencias de posibles terremotos, erupciones volcánicas y deslizamientos de tierra; ii) El responsable legal por estatuto de establecer redes sísmicas para apoyar el programa de alerta contra los tsunamis en Estados Unidos; iii) administra el flujo de mediciones de los monitores de las mareas, monitoreo de tormentas para advertencias meteorológicas de inundación; iv) mantener los observatorios geomagnéticos de apoyo que reportan los pronósticos de tormentas solares y; v) proporcionar la información geoespacial para las operaciones de respuesta a los incendios forestales y una amplia variedad de amenazas.

Las observaciones, la investigación y la comunicación proporcionada por las diversas disciplinas que conglomera la USGS, ayudan a las agencias de gestión a proteger las personas, los bienes y reducir los efectos de los riesgos y los desastres.

Adicionalmente, el USGS en colaboración con la NASA; dirige el programa del satélite Landsat. Se dispone con aproximadamente cuarenta años de observaciones de resolución moderada de la masa de la tierra los cuales están archivados y distribuidos por el Centro USGS EROS en Sioux Falls, Dakota del Sur. En ese caso, la existencia de información previa al evento así como de datos actuales y futuros sobre los sitios de desastre, ha probado ser invaluable para cuantificar y medir el impacto asociado a al cambio climático.

Por ejemplo, las observaciones Landsat y datos sobre terremotos, deslizamientos de tierra y la experiencia proporcionada por el USGS, fueron fundamentales para la comprensión de la escala y la recuperación de la región de Haití tras el terremoto de 2010.

Es relevante indicar que la experiencia del USGS y los recursos entran en juego en particular cuando se utilizan múltiples conjuntos de datos con el fin de monitorear los eventos. El USGS sirve como un conducto para el entrenamiento, análisis y distribución de los archivos de datos provistos desde múltiples fuentes.

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Por ejemplo, cuando la plataforma petrolera Deepwater Horizon explotó en las afueras de la costa sur de los Estados Unidos en 2010, múltiples fuentes de datos fueron utilizados para controlar y mapear los efectos sobre el Golfo de México y las costas cercanas. Todos los días, los productos fabricados a partir de los datos proveyeron todos los días un vistazo del derrame y de cómo estaba cambiando día. Una vez que los usuarios finales tenían la información que utilizaba para determinar hacia dónde dirigir los vasos de espuma y dónde formar barreras para proteger las costas.

Mapa 2. Imagen compuesta con Radarsat-1, Cosmo-SkyMed, MODIS, y las imágenes de Terra SAR-X para representar la medida del derrame de petróleo el 25 de junio de 2010.

Mapa 3. Emisión de la mancha de petróleo el 25 de abril de 2010

Fuente: Gráfico proporcionado por NOAA / NESDIS.

Fuente: Advanced Land Imager (ALI) los datos de la EO-1.

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Foto 3. Misión de la Agencia Espacial Europea: regiones costeras

afectadas por el derrame1/

Foto 4. Landsat 7: área del derrame al sur de la punta de Louisiana1/

En el caso del terremoto de Haití, el USGS formó un equipo de respuesta rápida para recopilar datos de fuentes de gobierno, comerciales e internacionales; darle formato así como para distribuirlos. La solicitud de datos incluyó una solicitud para activar la Carta. La activación de

Nota: 1/Tomada el 29 de abril del 2010.Fuente: Medium Resolution Imaging Spectrometer (MERIS)..

Nota: 1/ Tomada el 15 de mayo del 2010. Fuente: Imagen proporcionada por el Servicio Geológico de Estados Unidos.

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la misma estuvo abierta durante cuatro meses y continuó ofreciendo datos faltantes durante tiempos en los que las compras comerciales fueron incapaces de proporcionar cobertura. Una activación normal de la Carta se extiende aproximadamente durante diez días. Como se ha señalado, las excepciones sobre la duración de la activación de la Carta se pueden realizar cuando se trata de desastres de más largo plazo.

La experiencia de los equipos de USGS relativa a volcanes y peligros geoespaciales ha demostrado ser beneficiosa para que el planeta se enfrente a los desastres. Los datos de satélite, la fotografía aérea y otros sistemas de sensores siguen perfeccionándose para extraer y ofrecer información más precisa y útil a partir de datos básicos.

Sin embargo, aun hay profundas áreas de desafíos que ofrecen oportunidades para mejorar: - Distribución de datos: Se deben realizar esfuerzos continuos para

lograr datos relevantes, así como para hacerlos disponibles a los equipos de recuperación y tomadores de decisiones en tiempos que logren satisfacer las necesidades.

- Licencias: A pesar de que los miembros de la organización de la Carta disponen de sistemas efectivos para la adquisición de datos comerciales; es plausible que se requiera una mayor atención y convenios favorables entre los proveedores de datos y la comunidad de usuarios.

- Mapa de los productos: Convertir los datos de teledetección en productos cartográficos de utilidad para los equipos que trabajan in situ continúa siendo un reto importante.

- Por último, hay una serie de valiosas fuentes de las observaciones de teledetección. Un desafío permanente es conseguir la información adecuada para el usuario de una manera que este la pueda utilizar plenamente.

4. Retos y desafíos de la Carta y del USGS

Todavía hoy día el desafío y la misión de los miembros fundadores de la Carta y del USGS continúa siendo lograr que el usuario, que es quien está más cerca al evento, avance con datos relevantes y maximice el aprovechamiento de la información, de manera que los decisores incorporen en su ejercicio esos insumos con prontitud, calidad y sobre todo efectividad.

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