Tecnología Espacial para Protección Civil.


Resumen.

El presente proyecto trata sobre las necesidades y posibles soluciones referentes a la operatividad de la Unidad Municipal de Protección Civil y los servicios que presta. Para ello se hace hincapié en la necesidad de obtener información que permita una mejor coordinación de los esfuerzos encaminados a la protección de las personas y sus bienes, así como de la infraestructura municipal.

La propuesta aborda dos fases para la puesta en operación de un programa que permita desarrollar y poner en operación tecnología espacial para ser utilizada como herramienta de información en el ámbito de la Protección Civil, previniendo y mitigando el impacto de fenómenos naturales y provocados.

Se sientan las bases en esta propuesta para que la ciudad de Poza Rica de Hidalgo, sea pionera en el desarrollo de sistemas satelitales de alerta temprana, innovando y revolucionando el sistema estatal de protección civil, obteniendo beneficios económicos y de reconocimiento administrativo, a la vez que cumple a la ciudadanía al tener un sistema integral de protección civil que permita salvaguardar la salud, la vida y los bienes de los gobernados.

Introducción.

El Estado de Veracruz, y por consiguiente la ciudad de Poza Rica de Hidalgo, a lo largo de los años, se ha visto y verá expuesta a fenómenos perturbadores, ya sean del tipo natural o provocado por el hombre:

 Ciclones tropicales
 Inundaciones
 Sequías
 Sismos
 Incendios forestales
 Deslizamientos de tierra
 Fuga de materiales y sustancias peligrosas
 Accidentes en grandes concentraciones de población

Para que la Unidad Municipal de Protección Civil pueda realizar la prevención y mitigación de éstos eventos, salvaguardando la integridad física de las personas y sus bienes, se hace necesario contar con Información de primera mano, confiable y de forma eficaz.

Actualmente, esa información se transmite en cascada, mediante la coordinación de los tres niveles de gobierno. Sin embargo, la información no siempre está disponible en el tiempo y forma adecuados, provocando inconsistencias que derivan en decisiones erróneas o ineficaces.

Debemos recordar que los antecedentes históricos demuestran que los fenómenos naturales se presentan de forma cada vez más severa, y son los que mayor afectación causan a la población, desde golpes de calor, “nortes”, ciclones, inundaciones, etc.

Hay que agregar el riesgo potencial debido a la actividad industrial y comercial de la ciudad, así como el número cada vez mayor de su población.

Debido a lo anterior, se hace necesaria la utilización de nuevos sistemas de información y manejo de la misma, para adoptar las medidas necesarias tendientes a garantizar la tranquilidad de la población civil, la conservación de la salud, la vida y los bienes.

Un área de oportunidad para lograrlo es el desarrollo y posterior aplicación de la Tecnología Espacial como herramienta que permitirá obtener, procesar, identificar, compartir, cotejar y mantener actualizada información en tiempo real de nuestro municipio y su entorno.

El fundamento legal de ésta propuesta se basa en el Art. 27, Capítulo Tercero de la “Ley de Protección civil para el Estado de Veracruz de Ignacio de la Llave”, que a la letra dice:

“El Sistema Municipal tendrá el objetivo fundamental de proteger a las personas y a la comunidad ante la eventualidad de riesgos, emergencias o desastres, provocados por agentes naturales o humanos, a través de acciones que eliminen o reduzcan la pérdida de vidas, la afectación de la planta productiva y de los servicios públicos, la destrucción de bienes materiales y el daño a la naturaleza, así como la interrupción de los servicios vitales y estratégicos de la sociedad, en el ámbito del municipio respectivo”.

Además del Art. 29, Capítulo Tercero, secciones:

V. Establecer los mecanismos de prevención más adecuados aplicando los avances tecnológicos que permitan reducir o mitigar los efectos de los fenómenos destructivos.

VII. Prevenir y mitigar los daños que pueda ocasionar cualquier fenómeno perturbador que impacte directa o colateralmente a la población del municipio, sus bienes, así como al medio ambiente; y
VIII. Procurar el funcionamiento de los servicios públicos, los sistemas estratégicos y la planta productiva.

Y los demás aplicables de la Ley.

Sistemas Satelitales de Alerta Temprana*.

Los sistemas satelitales de alerta temprana, constan de sensores instalados en satélites que se encargan de registrar información de la superficie de la tierra, la atmósfera y el océano. La información se envía del satélite a centros de procesamiento que tienen capacidad para decidir cuándo una perturbación sobre variables consideradas normales puede ser considerada peligrosa, para dar una alerta con tiempo suficiente para tomar acciones de respuesta que minimicen el impacto del fenómeno natural sobre la población.

Alerta temprana

Los sistemas satelitales de alerta temprana salvan vidas y ayudan a proteger los medios de subsistencia y la propiedad de las personas.

Realidad.

• Las alertas proporcionadas por el Sistema Nacional de Protección Civil y sus homólogos en los estados y municipios, se basan en sistemas satelitales de otros países.
• Los parámetros de estos sistemas, tales como frecuencia de revista del territorio, la resolución y el ancho de la zona de barrido, no son generalmente óptimos para el caso de México, estados y municipios.
• Aunque se pueden comprar los datos, la información se obtiene con cierto retraso –dos semanas o más-, ya que los datos recientes pueden no ser liberados por razones de seguridad o bien resultan ser excesivamente caros.
• La carencia de satélites propios de observación de la tierra pone a México, sus estados y municipios, en desventaja a la hora de responder a emergencias causadas por fenómenos naturales.
• Por esto es necesario realizar esfuerzos para contar con este tipo de infraestructura espacial.

*Tomado del artículo publicado por el M. en C. Carlos Duarte Muñoz
Coordinador General de Formación de Capital Humano en el Campo Espacial,
De la Agencia Espacial Mexicana.
Febrero de 2013.

Propuestas.

Se dividen en dos fases para su mejor puesta en operación y evaluación:

Fase I.
• Invertir a nivel municipal en el desarrollo de satélites rápidos tipo CanSat y Vehículos Aéreos No Tripulados –UAV’s-, para fotografía aérea y telemetría con fines de atención y planeación en situaciones de desastres, así como generación de pronóstico del clima.

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Fase II.
• Invertir a nivel municipal en el desarrollo de un Sistema de Satélites de Alerta Temprana -CubeSat’s-, para ser utilizada como herramienta por la Unidad Municipal de Protección Civil en la prevención y atención de desastres.

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CanSat’s y UAV’s.

CanSat.
Los CanSat son pequeños emuladores de un satélite real, no son orbitales, pero contienen todos los sistemas de un satélite y utilizan la misma tecnología. Estos pico satélites se lanzan a alturas de 1000 a 3000 metros, por medio de cohetes de corto alcance o globos meteorológicos, pueden realizar retornos controlados a tierra y enviar telemetría, video y fotografía en tiempo real a una estación terrena fija o portátil, son totalmente autónomos.

No se ven afectados por las condiciones climáticas.

UAV.
Se trata de vehículos aéreos no tripulados, dirigidos desde tierra de forma remota por un operador, pueden alcanzar alturas de 300 metros y llevar cámaras de video y fotografía para realizar toma aérea y transmisión RT de FPV.

Debido a sus características, se ven afectados por las condiciones climáticas.

Se recomienda utilizarlos ambos equipos como complemento y primer acercamiento al desarrollo de tecnología espacial, pudiendo realizar la evaluación de resultados de forma rápida.

CubeSat.
Se trata de un nano satélite de investigación, de volumen igual a 1 litro y un peso no mayor a 1 Kg., puede ser colocado en una órbita terrestre baja (LEO), a 310 Km de la superficie terrestre y pueden ser diseñados para alcanzar un tiempo de vida útil de 2 meses, tiempo durante el cuál puede realizar misiones de observación terrestre sobre nuestra ciudad y su entorno.

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Fase I. Aplicaciones CanSat y UAV.

La principal aplicación práctica de utilización de CanSat’s y UAV’s es la toma de fotografías aéreas, de lo que se obtienen los siguientes beneficios:

Reducción y Prevención de Riesgo de Desastres*
Las imágenes aéreas permiten sin duda alguna reducir el impacto del nivel de riesgo en situaciones de desastre. También colaboran en el análisis para determinar los factores que pueden originar un escenario catastrófico. Por ejemplo, una fotografía aérea puede desde una perspectiva general, servir para analizar los riesgos, planificar y aplicar las medidas necesarias para prevenir corrimientos de tierras, desbordamientos de ríos durante épocas de lluvia torrencial, incendios provocados por períodos de olas de calor, etc.

Preparación y Mitigación*
Las fotografías aéreas permiten mejorar la respuesta de gobiernos, organizaciones vinculadas a la intervención de emergencia y de recuperación, comunidades y personas anticipando así, los potenciales impactos o riesgos derivados de una situación de desastre.

Respuesta y Actuación Urgente*
Las fotografías aéreas pueden proporcionar información valiosa a los equipos de emergencia y ayuda humanitaria durante o inmediatamente después de producirse el desastre, para salvar vidas, reducir el impacto sobre la salud, garantizar la seguridad pública y dar cobertura a las necesidades básicas de subsistencia de las personas afectadas.

La fotografía aérea es especialmente útil en:

Análisis de la situación – Evaluación de daños: las fotos aéreas permiten tener la primera impresión objetiva del impacto de los daños en un entorno que puede cambiar muy rápido. En situaciones concretas como es el caso de los terremotos o inundaciones, las imágenes aéreas facilitan la planificación y coordinación de las acciones a tomar para realizar labores de rescate o identificar a la población en situación de riesgo. En estos casos, es primordial actuar rápido y eficazmente para evitar o limitar los riesgos derivados de las primeras fases de intervención.

Rehabilitación y Reconstrucción*
La fotografía aérea contribuye a restaurar y mejorar, cuando corresponda, las instalaciones, el sustento, las condiciones de vida de las comunidades afectadas por un desastre. Estas acciones incluyen los esfuerzos necesarios para reducir los riesgos derivados de una situación de desastre, a través de mecanismos de planificación de las intervenciones necesarias para lograr una pronta recuperación de las zonas afectadas.

Protección al Medio Ambiente y Vida Salvaje*
Una de las grandes ventajas de las fotografías aéreas cuando hablamos del medioambiente, es la capacidad de documentar una situación concreta y estudiar los cambios que se puedan afectar a dicho entorno para concienciar a la opinión pública. Además, la fotografía área es una excelente plataforma de difusión.

Por esta razón, la opinión pública puede influir en las administraciones y conseguir que se implementen medidas de protección medioambiental. La destrucción del hábitat – a menudo debido a una pobre planificación y coordinación de la gestión del suelo – es la principal y peor amenaza que puede cernirse sobre la vida salvaje y el medioambiente. Por un lado, una perspectiva aérea ayuda a identificar los cambios que difícilmente sería observables desde el suelo. Por otra parte, las fotografías permiten cruzar esta información con el fin de que la opinión pública sea consciente de los efectos que este impacto pueda tener sobre el entorno.

Geografía y Cartografía*
En el siglo XX la fotografía aérea reveló ser una herramienta muy importante en el proceso del alzado de mapas. Las fotografías aéreas proporcionan una imagen objetiva física y topográfica de una zona concreta en el tiempo. Cuando son correctamente interpretadas, las fotografías aéreas ofrecen una imagen precisa facilitando el trabajo profesional de geógrafos, historiadores, geólogos, arqueólogos, etc. en el desarrollo de sus estudios.

Ingeniería civil y Planeación Urbana*
La fotografía aérea de alta resolución ha ganado popularidad entre los ingenieros y topógrafos dedicados a la producción de planos a pequeña escala en proyectos urbanísticos y de planificación urbana. La información ofrecida por las imágenes aéreas, combinada con los sistemas GIS (Sistema de Información Geográfica) entre otros, se emplea en funciones de análisis, planificación estratégica y de evaluación en los procesos urbanísticos y de ingeniería.

Agricultura de Precisión*
La fotografía aérea permite realizar intervenciones más técnicas en el sector agrario. La agricultura de precisión es un concepto de gestión agrícola basado en la observación y respuesta de los cambios que se producen en los cultivos. Es un concepto que depende de las nuevas tecnologías como la ofrecida por la fotografía aérea y otras plataformas tecnológicas (GPS- Sistema de Posicionamiento Global).

Periodismo*
En los últimos años, la fotografía aérea se ha empleado cada vez más con fines de investigación y seguimiento de acontecimientos al ofrecer una visión geográfica del lugar mostrando la información a la opinión pública. Por un lado, la cobertura de los medios ante una situación de crisis ha aumentado, por otra parte, los periodistas cada vez están más expuestos a los peligros y esto queda reflejado, con el número de bajas ocurridas entre los profesionales de la información. El uso de la fotografía aérea puede ayudar a reducir los peligros a los que están expuestos los periodistas.

Vigilancia y Seguimiento*
En los procesos de vigilancia y seguimiento a gran escala (observación de todo el planeta), las fotografías aéreas se complementan con las imágenes obtenidas por los satélites para contrastar la información de los datos obtenidos. En una escala menor, especialmente en situaciones que cambian con mucha rapidez, la fotografía aérea puede nutrirse directamente con el sistema de vigilancia que esté activado. Las imágenes aéreas colaboran en las funciones de vigilancia de grandes propiedades, fronteras y litorales marítimos.

Turismo*
El sector turístico incluido el denominado turismo ecológico y las empresas vinculadas al ocio, actualmente recurren a las imágenes aéreas para sus presentaciones y propuestas estratégicas. En estos casos, la fotografía aérea se emplea para promocionar el turismo y sus principales atractivos: paisajes y lugares maravillosos, patrimonios culturales impresionantes, entornos donde poder practicar todo tipo de deportes u otras actividades relacionadas con el tiempo libre, etc. Los centros turísticos, hoteles, propietarios de instalaciones de ocio, guías turísticos y agentes de viajes, recurren con frecuencia a las imágenes aéreas para que los potenciales clientes obtengan información sobre su próximo destino turístico.

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Protección Civil*
La fotografía aérea permite de forma objetiva obtener datos e información sobre las acciones destinadas al salvamento de vidas. Permiten realizar una mejor coordinación y planeación de los organismos de atención a desastres para aliviar el sufrimiento de la población afectada.

Una visión aérea ofrece entre otras cosas, información detallada sobre el número, la ubicación y accesibilidad de las personas necesitadas, garantizando una mejor planificación en el despliegue y movilización de los recursos necesarios, con un costo menor.

Las fotografías aéreas permiten en el marco de la demanda de asesoramiento, ofrecer rápidamente información objetiva sobre las necesidades de los recursos y las prioridades.

Economía en el desarrollo, operación, lanzamiento y despliegue de equipos.

*Con información publicada por APDER,
Aerial Photos For Disasters Emergencies and Recovery.

Fase II. Aplicaciones CubeSat.

La aplicación de los CubeSat es básicamente la misma que la de los CanSat y UAV’s; sin embargo, al ser éstos satélites colocados en órbita baja (LEO), a 310 Km. De la superficie terrestre, se utilizan como observadores de terreno, atmósfera y océano, pudiendo reportar en tiempo real a una estación en tierra la telemetría obtenida con instrumentos especializados, video y fotografía para el Sistema de Alerta Temprana.

 No dependencia de información de otras naciones.
 Información en tiempo real.
 Detección y seguimiento de fenómenos meteorológicos.
 Permite una mejor organización de las acciones en tierra.
 Economía en el desarrollo y puesta en órbita, a comparación de otros tipos de sistemas satelitales.
 Libre decisión de momento de lanzamiento de acuerdo a las necesidades de la región y estación del año.

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Costos.

FASE I.

El desarrollo de CanSat’s y UAV’s es relativamente económico, así como su despliegue en campo.
Esto permite a los operadores de Protección Civil realizar lanzamientos de control ordinarios y ejecutar lanzamientos extraordinarios en casos de contingencia.

El equipo se compone de:

 CanSat Kit con misión definida.
 Vehículo Aéreo No Tripulado.
 Sistema de recuperación.
 Lanzador (Cohete amateur de corto alcance o globo meteorológico).
 Estación móvil de lanzamiento.
 Estación terrena móvil.

El costo aproximado de una misión ordinaria es de USD$ 500.00 a USD$ 600.00
Muy por debajo de los USD$ 1,500.00 de renta de un helicóptero Bell para reconocimiento aéreo.

FASE II.

El desarrollo de CubeSat’s, así como su lanzamiento y operación es de bajo costo, si se compara con la construcción y puesta en órbita de medianos o grandes satélites.

Además el beneficio reportado por la utilización de los CubeSat hace que la inversión esté totalmente justificada.

 Desarrollo en menos de un año.
 Lanzamiento y puesta en órbita a costo reducido.
 Oportunidad de financiamiento por entidades de Gobierno Federal (AEM, Conacyt, etc.), agencias internacionales e instituciones de investigación.
 Oportunidad de financiamiento por gobiernos municipales de la región para hacer uso del mismo sistema de información.

Costo aproximado del equipo, de USD$ 25,000.00 a USD$ 250,000.00
Costo de lanzamiento y puesta en órbita: USD$ 12,500.00
Empresa lanzadora: Inter Orbital Systems, entre otras.

Conclusiones.

La ciudad de Poza Rica de Hidalgo, Ver., puede beneficiarse del desarrollo y uso de la tecnología espacial a través de un Sistema Satelital de Alerta Temprana con aplicación en el área de Protección Civil.

La inversión realizada se puede recuperar rápidamente debido a la necesidad de información obtenida con el sistema para otros gobiernos municipales, instituciones y particulares.

Se pueden generar fuentes de empleo debido a la investigación, desarrollo y aplicación de tecnología espacial.

La implementación de esta tecnología también beneficia a la hacienda municipal debido a la actualización catastral y mejor planeación de la obra pública, entre otros rubros.

Existen las condiciones locales para poner en marcha la primera fase del presente proyecto con fines de evaluación para su continuidad.

Israel Téllez González.
Noviembre de 2013.

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