lunes, 1 de octubre de 2012

El cálculo espacial de la erosión hídrica. Una comparación de modelos


La de erosión hídrica constituye un fenómeno ampliamente extendido que afecta en gran medida a la calidad de los suelos y su capacidad de sustentar vegetación, así como a las masas de agua e infraestructuras hidrológicas, generando importantes impactos ambientales, sociales y económicos.

Es un proceso complejo, ligado a las rutas y movimientos del agua en el suelo  en el que intervienen múltiples factores, entre los que destacan los relacionados con la erosividad del agente erosionante (principalmente la lluvia), la erosionabilidad del suelo, el relieve y la vegetación (o cubierta del suelos). Cuando el equilibrio entre estos factores se rompe, disminuyendo la protección del suelo, se disparan los procesos que pueden desencadenar su erosión acelerada, constituyendo uno de los problemas ambientales más extendidos que afecta tanto a zonas agrícolas como a áreas naturales.

En consecuencia, la estimación de pérdidas de suelo y la determinación de áreas de riesgo es esencial para la planificación territorial y la gestión de cuencas. Los métodos indirectos que modelan el fenómeno a través de expresiones matemáticas surgen como una importante herramienta permitiendo grandes ahorros en tiempo y dinero.

Sin embargo, el desarrollo y aplicación de modelos que estimen tasas de erosión no es infalible, adoleciendo todos ellos de imprecisiones que deben ser evaluadas. El trabajo realizado por Matilde Alonso Fernández-Baldor, con el título de “Determinación y representación espacial de la erosión hídrica. Un análisis comparativo de los modelos PESERA y USLE aplicados a la cuenca alta del Barranc de Carraixet (Valencia)”, elabora una cartografía de análisis de la erosión aplicando dos modelos distintos: un modelo clásico empírico como la ecuación USLE y un modelo físico como el PESERA. 

Se plantean cinco escenarios, que se corresponden a las coberturas (usos del suelo) de los años 1956, 1978, 1991 y 1998 y a la cobertura de vegetación potencial. El procedimiento ha consistido en el tratamiento de los datos, la adecuación de los métodos, la generación de estructuras de datos espaciales (capas temáticas) y la ejecución de los modelos, a través de sistemas de información geográfica.

Finalmente, se obtienen mapas de riesgo de erosión para cada uno de los modelos en los cinco escenarios, haciendo posible el análisis comparativo de las tasas de erosión entre usos del suelo y modelo aplicado. Sus resultados muestran que, aunque ambos modelos obtienen distribuciones de la erosión y reflejan los cambios en las cubiertas del suelo ocurridos a lo largo del tiempo, son dispares entre ellos. La “no coincidencia” está principalmente basada en la distinta conceptualización de los procesos y consiguiente formulación de los modelos.

El documento está accesible en nuestra sección “Cuadernos de Geomática Aplicada”.

jueves, 23 de agosto de 2012

Teledetección y cálculo espacial de la evapotranspiración

La evapotranspiración es uno los principales componentes del balance hídrico (junto con la precipitación, la escorrentía y la recarga de acuíferos).  Supone la unión entre los procesos que tienen lugar en la superficie terrestre, el suelo y la atmósfera. Su cuantificación se hace esencial tanto en estudios climatológicos y meteorológicos, como en temas relacionados con la producción vegetal y la gestión y planificación de los recursos hídricos. Conocer con precisión las necesidades hídricas de los cultivos puede ayudar a regular el consumo de agua, adaptando los sistemas de riego.

A lo largo de los años se han desarrollado multitud de modelos para estimar la evapotranspiración de manera local (Thornthwaite,Penman-Monteith, Priestley-Taylor). No obstante, éstos son difícilmente aplicables a escala regional debido a la heterogeneidad topográfica y de cubiertas vegetales presentes en la realidad, así como a la escasez de mediciones micro-meteorológicas. Los avances tecnológicos durante las últimas décadas han puesto en escena la utilización de sensores y plataformas espaciales con fines científicos, permitiendo una observación continua y a gran escala de los procesos naturales de la superficie terrestre y la atmósfera. La elevada cantidad de información que aportan los datos de satélite, hacen de la teledetección una herramienta adecuada a la hora de aplicar modelos de cálculo a escalas mayores.

Utilizando la ecuación del balance de energía en superficie que define la evapotranspiración y que describe un sistema formado por la vegetación, el suelo y la atmósfera que los rodea, se llevan a cabo mediciones en campo que permiten obtener las tasas evaporativas de un cultivo experimental. Una vez conocidos los términos del balance energético se calcula la fracción evaporativa, que hace referencia al ratio evaporado del total de energía disponible.

Los investigadores Alberto de Tomás, Héctor Nieto, Radoslaw Guzinski, Inge Sandholt y Pedro Berliner en el trabajo “Aplicaciones de la Teledetección en Hidrología. Estimación de la evapotranspiración mediante el Método del Triángulo” realizan estimaciones espaciales de evapotranspiración en la cuenca del río Henares (4.136 km2). El estudio se centra en la aplicación de modelos semi-empíricos que utilizan la relación existente entre la temperatura radiativa de superficie y algún índice de vegetación, obtenidos a partir de imágenes de satélite, para calcular de manera directa la fracción evaporativa de las superficies de estudio. Posteriormente se validan los resultados con las mediciones de campo.

El documento se encuentra en la sección “Cuadernos de Geomática Aplicada”.

sábado, 4 de agosto de 2012

Los Sistemas de Información Geográfica en la caracterización y gestión de las aguas subterráneas

La creciente presión humana en los recursos hídricos en general, y en las aguas subterráneas en particular, tanto desde el punto de vista cualitativo como cuantitativo es un hecho plasmado en las regulaciones desarrolladas en los últimos años tanto a nivel nacional como europeo. Ejemplo de ello son la Directiva Marco del Agua y la Directiva para la Protección de las Aguas Subterráneas incorporadas ya al marco jurídico nacional español.
Para poder implantar y cumplir dichas regulaciones es importante disponer de herramientas que permitan garantizar el control y la gestión de las masas de agua. En este marco, los Sistemas de Información Geográfica (SIG) ampliamente desarrollados en los últimos junto con el aumento de información geográfica accesible y disponible en formato digital, convierten a los SIG en una herramienta potencial para la gestión de los recursos hídricos.


Dentro de los recursos hídricos, las aguas subterráneas son un recurso estratégico importante, especialmente para países donde las sequías se hacen patentes con frecuencia. La investigación realizada por Virtudes Martínez aborda su estudio con el objetivo de aplicar los SIG a la gestión de las aguas subterráneas. Para ello se propone la aplicación de análisis espaciales sencillos que pueden aportar información valiosa para la gestión de las aguas subterráneas.

En el trabajo se ha utilizado tanto información vectorial (vertidos puntuales geo-referenciados, mapa geológico y de usos del suelo) como datos en formato raster (modelos digitales del terreno). Dicha información se ha combinado para determinar zonas potenciales de recarga y mapa de vertidos potencialmente contaminantes. Además, se ha realizado un análisis geo-estadístico para la determinación de iso-profundidades del nivel freático a partir de datos puntuales y se ha combinado con información geológica del medio para un análisis de vulnerabilidad del acuífero a la contaminación. El resultado son una serie de mapas de apoyo para la toma de decisiones en materia de gestión de las aguas subterráneas.

El documento está accesible en nuestra sección “Cuadernos de Geomática Aplicada”.