En cuanto a la administración y a la vigilancia del agua, se ha podido dar un nuevo paso adelante gracias a los nuevos avances que ha traído consigo la ciencia y la tecnología en el ámbito espacial. El Área de Misión de Recursos Hídricos del USGS desarrolla nueva tecnología de satélites y de teledetección para la vigilancia de la calidad del agua en todas las partes de los Estados Unidos. Gracias a la teledetección, es posible seguir las condiciones de calidad de los recursos hídricos, así como poder seguir visualmente si se da algún evento potencialmente peligroso, como las floraciones de algas nocivas, en cada lago y río del país que tenga más de 100 metros de ancho.
1. Lenguaje del color y la temperatura relacionados con el espacio
Una de las maneras en que el agua se presenta es a través de su color. El color del agua cambia en función de cómo interactúan la luz, el agua y las sustancias que se encuentran allí. El agua clara tiene un color diferente del agua inundada de sedimentos (que a menudo es marrón), que a su vez tiene un color diferente comparada con las aguas con altas concentraciones de algas (que a menudo son verdes). Medir el color del agua significa medir su calidad. ¿Mucha luz roja? Probablemente alto en sedimentos. ¿Mucha luz verde y cerca del infrarrojo? Probablemente alto en presencia de clorofila acuática, e incluso podría ser un signo que indique que hay presencia de algas.
Los dispositivos que recogen datos en los satélites, a miles de millas de distancia de la superficie terrestre, son capaces de detectar luz solar que ha sido reflejada por los ríos y lagos. La luz que se mide con dispositivo recogedor de datos en el satélite ha viajado en la atmósfera dos veces: una vez desde el sol hasta la superficie de la Tierra y después otra desde la superficie de la Tierra de vuelta al satélite. Así que la luz que ha viajado en la atmósfera se ha visto afectada por la absorción y dispersión realizada por partículas y gases en la atmósfera cuando la luz pasa por ella. Por ello, estas interacciones son tomadas en consideración cuando se procesan imágenes obtenidas desde un satélite empleando un proceso denominado «corrección atmosférica».
2. Una muy extensa red de monitoreo equipada con validación terrestre
La recolección de información no puede depender de un solo instrumento. Los datos de teledetección pueden provenir de sensores en satélites, cámaras en el entorno cercano a ríos y lagos, o cámaras llevadas por drones, botes o personas en campo. No obstante, y como ocurre con todos los métodos, la teledetección de la calidad del agua requiere de validación en campo y ha de aplicarse conjuntamente con la comprensión de los sistemas locales en los que se realiza la aplicación de los datos.
La forma de llevar esto a cabo consiste en medir la claridad del agua, una manera fundamental de catalogar la calidad del agua, mediante un disco «Secchi» de tamaño estándar que desciende hasta que ya no es visible. Este tipo de medida de cuerpos de agua concretos se utiliza después para validar las estimaciones para la calidad del agua de la teledetección por satélite.
3. Modelos predictivos y acceso público a WaterMAP
La recopilación de información científica y el acceso abierto están diseñados para tener una aplicación práctica y social. El USGS opera la red de monitoreo de calidad del agua de acceso público más amplia en el mundo y ha creado normas de recolección, procesamiento, revisión y publicación de datos que son las más estrictas del mundo. Usan datos de laboratorio y observaciones de campo para desarrollar y verificar modelos de teledetección que convierten las señales de los satélites en información.
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