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De manera simple, se podría decir que los satélites cumplen tres funciones básicas: ellos pueden “ver”, “oír” y “hablar”. En términos más técnicos, ellos pueden usar varios tipos de sensores para vigilar las condiciones de la atmósfera terrestre, pueden recibir los datos que les son enviados de otros sensores y pueden transmitir toda esa información a los usuarios en tierra. Se aplica con mucha frecuencia el término de sensores remotos para referirse a esas técnicas.

4.3.2. Tipos de Satélites Operativos Disponibles

Hidrología Aplicada Capítulo 4: Recopilación y Análisis de Datos Hidrológicos

Los satélites de órbita polar recorren la órbita en aproximadamente en 105 minutos y cada vez cruzan el ecuador en 25° de longitud más al oeste que en la órbita precedente, a una altitud que varía entre 800 y 900 km. De esta forma, una parte determinada de la superficie terrestre puede ser monitoreada no menos de dos veces cada 24 horas: una trayectoria N-S y otra de S-N. En las latitudes altas, en general es posible observar un lugar más de dos veces en 24 horas, debido a la superposición de las imágenes y la proximidad de las órbitas. Su fuente de energía son celdas solares, y requieren de baterías para funcionar en los períodos de 1/3 de órbita en que el satélite entra en la sombra de la tierra; como solo transmiten cuando pasan sobre la estación receptora, requieren también grabadoras para almacenar información.

Los satélites de órbita polar pertenecen a las series TIROS-N (USA) o METEOR-2 (URSS). Los satélites TIROS se lanzan en grupos de 2, con órbitas con ángulo recto, sincrónicas con el sur, esto es, cruzan el ecuador a la misma hora en cada órbita, para que la iluminación en cada foto sea la misma. Su vida útil es de dos años y están dotados de 4 conjunto de instrumentos básicos: uno proporciona imágenes visuales en infrarrojo de la capa de nubes de la superficie terrestre; otro efectúa sondajes atmosféricos; otro vigila la actividad solar y el cuarto concentra datos y localiza plataformas de colecta de datos o estaciones telemétricas. Los datos son transmitidos a tierra por tres emisoras directas distintas.

Los satélites geoestacionarios completan una órbita en exactamente 24 horas, girando a la misma velocidad de rotación de la tierra, para lo cual es necesaria una altitud de cerca de 36000 km. Por su altura reciben la luz del sol durante el 99% del tiempo en cada órbita, razón por la cual no requieren casi baterías y grabadoras a bordo.

Los satélites geoestacionarios proporcionan imágenes tanto visuales como en infrarrojo con intervalos de 30 minutos, que pueden ser reducidos a 3 minutos, disminuyendo el campo de visión. Los últimos lanzados pueden efectuar sondajes de temperatura y humedad en la atmósfera. Poseen también sensores para medir la actividad solar y el campo magnético terrestre.

Los señales, transmitidos en forma digital, permiten generar imágenes con hasta 1024 tonalidades de color (comparadas con las 16 que el ojo humano puede distinguir), razón por la cual la reconstrucción de las imágenes requiere la interpretación por computador.

Muchos otros tipos de satélites científicos son usados como el NIMBUS para la investigación atmosférica y previsión del tiempo, el LANDSAT, para la investigación de recursos Naturales y el SEASAT para estudiar la conformación de la superficie de los océanos, olas y vientos superficiales.

4.3.3. Evaluación de la Precipitación

Normalmente, las imágenes en rango visual y no infrarrojo proporcionan información substancial sobre las nubes, pero no indican directamente las zonas de precipitación. Se usan dos criterios, uno para una evaluación de rutina y otro cuando se trata de situaciones extremas, como es el caso de precipitaciones extremas causadas por el fenómeno del niño.

En el primer caso se correlacionan datos de nubes (tipo y cantidad), con las mediciones efectuadas en los pluviómetros, en general para periodos de 12 horas; establecida la correlación, constituye una herramienta de predicción. En el segundo

Hidrología Aplicada Capítulo 4: Recopilación y Análisis de Datos Hidrológicos

caso se analiza la relación entre el brillo de las imágenes y la precipitación. Uno de los métodos más satisfactorios se basa en la determinación de las temperaturas del tope de las nubes, a partir de las imágenes realzadas en infrarrojo y en el uso de esa información conjuntamente con detalles de desarrollo de las nubes, según el principio de que cuanto más alto (más frío) es el tope de las nubes más intensas serán las precipitaciones.

4.3.4. Plataforma de Colecta de Datos

Además de captar imágenes del sistema Tierra-Atmósfera, los satélites permiten ligar estaciones automáticas, instalaciones en áreas remotas de difícil acceso o oceánicas, y la estación receptora que diseminará los datos a los usuarios. Los tres juntos constituyen el Sistema de Colecta de Datos hidrometeorológicos cuyo nombre se da a una estación telemétrica que opera con satélites.

El sistema propicia la obtención de datos hidrológicos en tiempo real, necesarios para la toma de decisiones en la operación de embalses y para uso de modelos lluvia-descarga.

La Plataforma de Colecta de Datos, está compuesta por sensores de parámetros ambientales, transmisor, antena y fuente de alimentación eléctrica. Las plataformas pueden ser temporizadas, cuando transmiten información al satélite dentro de un horario programado. Interrogables si transmiten solo cuando son activadas por una fuente externa. De acceso aleatorio si transmiten cuando el parámetro sobrepasa en valor o gradiente determinado.

Un aspecto importante a considerar en cualquier aplicación es la precisión con que se desea medir un determinado parámetro. En el caso de la precipitación, se usa el pluviógrafo de cuba basculante donde a cada 0.1 mm de lluvia el sensor cierra el contacto y la precipitación total es obtenida contando el número de veces que ese contacto es accionado. Para el nivel de agua, se usa el linnígrafo de flotador, donde el movimiento vertical de la bolla es transmitido mediante un cable de acero para un disco que lo convierte en un número binario asociado a la cota del flotador.