Copernicus, el Programa de Observación de la Tierra de la Unión Europea, está de aniversario. 25 años de excelencia en observación de nuestro planeta y su medio ambiente desde el espacio para el máximo beneficio de toda la ciudadanía europea. Mediante observaciones in situ y por satélite, los servicios de Copernicus proporcionan datos globales en tiempo cuasirreal que permiten entender mejor el planeta y gestionar de forma sostenible sus recursos.

Los orígenes se remontan a la firma del Manifiesto de Baveno en 1998, en el que se proponía la creación del programa europeo de monitorización medioambiental bajo el nombre inicial de GMES (Global Monitoring for Environment and Security). Entonces se encargaba de proporcionar datos de utilidad en diferentes aspectos de la política pública, como comprender y mitigar los efectos del cambio climático y garantizar la seguridad civil.

Tras varios acuerdos, en 2012 nace Copernicus, que superará las expectativas iniciales. 25 años después se ha convertido en uno de los buques insignia de la Unión Europea, siendo uno de los programas de observación de la Tierra más ambiciosos y exitosos del mundo.

Para celebrar tal efeméride, este 8 de junio se ha programado un evento en Estocolmo, que se ha podido seguir en directo. Organizado por la Comisión Europea bajo los auspicios de la presidencia sueca, esta reunión de alto nivel ha contado con ponentes de toda Europa. Entre ellos la geóloga Isabel Montoya, de la unidad canaria del Instituto Geológico y Minero (IGME-CSIC).

Imagen de Andalucía tomada por el satélite Sentinel 3. Imagen: Copernicus

¿Qué papel jugó Copernicus en la erupción del volcán de La Palma?

La investigadora española ha participado en la ponencia sobre Gestión de desastres, en la que se ha puesto de relieve el papel de Copernicus para ayudar a las autoridades, cuerpos de seguridad y agencias humanitarias en situaciones de emergencia, permitiendo salvar vidas en todo el mundo.

Montoya trabajo con el programa durante la erupción del volcán Cumbre Vieja en La Palma en septiembre de 2021. «Copernicus proporcionó mucha información; incluso teníamos el grosor de los piroclastos en las bases de datos; fue increíble», ha destacado durante su intervención.

Los datos aportados por los satélites europeos fueron fundamentales para implementar las actuaciones de todas las instituciones que formaron parte del comité científico de evaluación que se creó dentro  del Plan de Emergencias para hacer frente al volcán. Entre ellos científicos del Instituto Andaluz de Geofísica y Prevención de Desastres Sísmicos (IAGPDS) de la Universidad de Granada, que monitorizaron en la isla la actividad sísmica y el estado dinámico del volcán con equipo propio.

La aportación de Copernicus fue clave desde la primera imagen que se captó del despertar del volcán, obtenida por el satélite Sentinel 2 a pesar de las nubes que cubrían parte de la isla, a las mediciones de dióxido de azufre en la atmósfera a causa de la erupción y su impacto en la calidad del aire.  

Unas semanas antes, ese mismo satélite captó imágenes del gran incendio forestal de Sierra Bermeja (Málaga), al norte de Estepona, que arrasó unas 10.000 hectáreas. En respuesta a incendios como este, se activa el Servicio de Cartografía de Emergencia, que utiliza las observaciones para ayudar a las autoridades de protección civil y, en caso de catástrofe, a la comunidad humanitaria internacional, a responder a las emergencias. Desde hace décadas, la ciencia andaluza contribuye con sus estudios, muchos de ellos basados en Copernicus, para generar conocimiento para hacer frente a las llamas que arrasan los montes.

Imagen tomada por el satélite Sentinel 2 del despertar del volcán en La Palma. Imagen: Copernicus.

¿De dónde proceden los datos que proporciona Copernicus?

Copernicus arroja una cantidad enorme de datos globales procedentes de satélites y sistemas de medición terrestres, aéreos y marítimos para proporcionar información que ayude a los proveedores de servicios, las administraciones públicas y otras organizaciones internacionales a mejorar la calidad de vida de la ciudadanía europea. Los servicios de información proporcionados son de acceso gratuito y abierto para sus usuarios.

Para ello el programa cuenta principalmente con un conjunto de satélites propios, las familias Sentinel, que se inició en 2014 con el lanzamiento del Sentinel-1A. Actualmente está compuesto por un total de 32 misiones: Sentinel 1, 2 y 3 (todas ellas formadas por 4 satélites cada una); Sentinel 4, 5P y 5; Sentinel 6 (también conocida como Jason-CS y formada por dos satélites); y las seis nuevas misiones CO2M, LSTM, CRISTAL, CHIME, CIMR y ROSE-L (cada una de ellas con dos satélites). Diez empresas españolas, dos de ellas con sede en Sevilla -Alter y GMV-, han participado en cada una de las misiones a lo largo de estos 25 años.

Los Sentinel a su vez se complementan con misiones participantes, principalmente otros satélites comerciales o públicos en órbita. Uno de ellos será próximamente el primer nanosatélite que Andalucía enviará al espacio, enmarcado en el proyecto SmartFood, que permitirá monitorizar el impacto de la agricultura, ganadería y pesca en la gestión de la biodiversidad y los ecosistemas.

A la información proporcionada por los satélites se suma también la procedente de sistemas in situ, como las estaciones en tierra, que suministran datos obtenidos mediante una multitud de sensores terrestres, marítimos y aéreos.

Lanzamiento del satélite Sentinel 1B. Imagen: SEA

Aplicaciones de los servicios de Copernicus en Andalucía

Los servicios de Copernicus tratan y analizan esta multitud de datos para transformarlos en información con valor añadido. Para facilitar el seguimiento de los cambios, las bases de datos se organizan de manera que permitan la comparación y la búsqueda. Se examinan los patrones y se utilizan para realizar previsiones más precisas, por ejemplo del comportamiento de la atmósfera y de los océanos. Se elaboran mapas a partir de datos de representación de imágenes, se identifican características y anomalías, y se extrae información estadística.

Todo ello en torno a seis líneas temáticas: vigilancia atmosférica, marina y terrestre, cambio climático, seguridad y emergencias. Los principales usuarios de los servicios de Copernicus son los responsables políticos y las autoridades públicas, que necesitan información para elaborar legislación y políticas medioambientales o para tomar decisiones clave en situaciones de emergencia, como catástrofes naturales o crisis humanitarias. Por ejemplo para estudiar el clima. El informe anual del Servicio de Cambio Climático de Copernicus registró en 2022 el verano más cálido hasta la fecha.

Pero no es menos importante su valía para la ciudadanía en general, ya se trate de investigadores o usuarios comerciales o privados, que pueden aprovechar los datos y la información que proporciona el programa para una amplia gama de aplicaciones en gestión de las zonas urbanas, desarrollo sostenible y protección de la naturaleza, biodiversidad, planificación regional y local, agricultura, silvicultura y pesca, salud, protección civil, infraestructuras, transporte y movilidad, turismo, etc.

Desde la ciencia andaluza parten muchos estudios, por ejemplo, para combatir el cambio climático, proponiendo herramientas para frenar sus consecuencias. Una de ellas es la aplicación PhenoApp, que integra los datos obtenidos in situ por ocho fenocámaras instaladas en el Espacio Natural de Doñana por parte de la Infraestructura Científico-Técnica Singular de Doñana (ICTS-RBD) junto con imágenes de los satélites Sentinel-2 para realizar un seguimiento de la fenología de la zona. Esta vigilancia es esencial para entender cómo eventos extremos como la sequía prolongada está afectando a la vegetación.

Otra investigación andaluza es el proyecto Hyperion, de la Universidad de Granada, que proporciona herramientas para comprender mejor el impacto esperable que el cambio climático puede producir sobre edificios monumentales y su entorno.

En el ámbito de protección de la naturaleza, una investigación llevada a cabo por el Departamento de Ingeniería Forestal de la ETSIAM de la Universidad de Córdoba y el IFAPA ha comprobado la potencialidad de las imágenes hiperespectrales que proporcionará la misión CHIME de Copernicus para evaluar la calidad de los pastizales mediterráneos. También desde la Universidad de Córdoba se ha analizado el potencial de la roca en la dehesa como fuente de agua para la vegetación.

En cuanto a la gestión de las zonas urbanas, investigadores de la Universidad de Granada han comprobado que más de la mitad de la población de Andalucía reside en áreas calificadas como ‘puntos urbanos calientes’, aquellos en los que las altas temperaturas empeoran la vida. Proponen naturalizar las ciudades y reconvertir sus paisajes con el objetivo de incrementar las infraestructuras verdes urbanas.

La mejora de los cultivos agrícolas también es otra de las aplicaciones de Copernicus que se trabaja desde Andalucía, con el proyecto SUSTAINABLE de la Universidad de Granada, o el grupo operativo MoniCa de la Universidad de Sevilla.

No podían faltar las acciones para mejorar la gestión y conservación de los espacios protegidos, como Ecopotential, en el que participa la Universidad de Córdoba. O aquellas específicas de la vigilancia marina, como el proyecto HYDROCOASTAL en el que participa la Universidad de Cádiz, o las herramientas que promueve un equipo del Instituto de Ciencias Marinas de Andalucía para detectar de forma remota y monitorizar en tiempo prácticamente real la presencia de floraciones de algas nocivas.

¿Cuál es el papel de la industria española en Copernicus?

La Comisión Europea coordina y gestiona el programa, en cuya ejecución colaboran los Estados miembros, la Agencia Espacial Europea (ESA), la Organización Europea para la Explotación de Satélites Meteorológicos (Eumetsat), el Centro Europeo de Previsiones Meteorológicas a Medio Plazo (ECMWF), las agencias de la UE y la empresa Mercator Ocean.

Concretamente desde España son un total de diez las empresas pertenecientes a la Asociación Española de Empresas Tecnológicas de Defensa, Seguridad, Aeronáutica y Espacio (TEDAE) que han participado en el programa a lo largo de los últimos 25 años, por lo que la industria española es clave para todas las misiones de Copernicus. Dos de esas empresas tienen sede en Sevilla, lo que pone de manifiesto el crecimiento del sector aeroespacial en Andalucía en los últimos años, casi de un 29% respecto a 2020.

1. Airbus participa en todos los satélites del programa. En España ha fabricado las estructuras y control térmico de los cuatro satélites Sentinel 2. También ha diseñado y construido el instrumento MWR para los cuatro Sentinel 3, un radiómetro de microondas para mejorar las medidas de altura a través de la atmósfera teniendo en cuenta el efecto de la humedad. A su vez, Airbus Crisa es uno de los suministradores principales de electrónica de última generación para las misiones del programa.
2. Alter, con sede central en Sevilla, ha sido un miembro muy relevante a cargo de la selección de las tecnologías, aprovisionamiento y ensayos para un abanico muy grande de empresas que han suministrado equipos tanto en los Sentinel 1, 2, 3, 4, 5 y 5P, como para las misiones de alta prioridad, que ampliarán las capacidades actuales de los satélites principales.
   

   Las oficinas centrales de Alter en Sevilla se ubican en el parque científico y tecnológico de la Cartuja. Imagen: Alter

3. Arquimea está presente en 19 misiones de Copernicus. En ellas fabrican estructuras, sistemas y hardware térmico para cerca de 20 satélites y otros instrumentos. Además ha diseñado y fabricado mecanismos y actuadores para el sistema desplegable de la antena LEA, la primera gran antena europea con un diámetro superior a 5 metros.
4. Deimos lideró el análisis de misión de los Sentinels 3, 4 y 5 y actualmente lidera el de la próxima generación de satélites Sentinel 3. A nivel más funcional, la empresa ha desarrollado el centro de análisis del rendimiento de calibración para el Sentinel 1 y ha participado en los centros de rendimiento de misión para Sentinels 2 y 3. A nivel operacional, ha desarrollado el Sistema de Planificación de la Misión para Sentinel 2 y los Centros de Procesado de Datos L1 de varios Instrumentos del Sentinel 3, entre otras funciones.
5. Desde el inicio de Copernicus, GMV, también con delegación en Sevilla, ha estado involucrada en todas sus fases y a lo largo de toda la cadena de valor, empezando por el análisis de misión o los simuladores de instrumento de los satélites Sentinel. En la componente espacio ha abordado elementos críticos, tales como el software de control de instrumento, centros de control de todos los satélites, sistema de dinámica de vuelo, planificación de la misión y procesadores operaciones de datos de instrumento. Asimismo, es responsable del mantenimiento y evolución de todos los simuladores y sistemas software auxiliares de los Sentinel de primera generación. GMV proporciona servicios operacionales críticos en el sistema, tales como la determinación precisa de la órbita para todos los Sentinel o soporte durante las operaciones de vuelo. En el componente de usuario, la empresa madrileña proporciona servicios de emergencia y seguridad.
6. Hisdesat lleva suministrando imágenes del satélite PAZ a Copernicus desde octubre de 2021, coincidiendo con la erupción del volcán de La Palma. Desde entonces, ha proporcionado imágenes para otras emergencias, como por ejemplo inundaciones en España, Australia, Letonia, Ucrania, Italia, Siria; huracanes en Mozambique y Filipinas; o un accidente industrial en Cuba. Asimismo, las imágenes de PAZ también se utilizan regularmente para la vigilancia del hielo en Groenlandia y el servicio de Seguridad de Copernicus.
7. Indra ha participado definiendo productos urbanos, de seguridad y emergencias y de uso del suelo. Ha sido responsable de procesar y almacenar los datos de los satélites Sentinel 2. También en más de una decena de proyectos del programa, centrados en desarrollar productos y capas de información. Actualmente, lidera el área de Reducción de Riesgos por Desastre del área de Emergencias.
8. Sener también participa en Sentinel 1A, donde suministró el instrumento de despliegue de los cinco paneles de la antena del radar de apertura sintética; Sentinel 2, en el que la compañía ha desarrollado el mecanismo de calibración y obturación CSM para el instrumento óptico de alta resolución; Sentinel 3, donde ha desarrollado el mecanismo selector de un espejo FMD para el radiómetro de la temperatura de la superficie marina y terrestre; y Sentinel 5, donde se encarga del banco óptico de un subsistema.
9. Thales Alenia Spaceen España participa en 29 de las 32 misiones Copernicus. Dentro de su amplia contribución destaca el desarrollo de subsistemas de transmisión a tierra de los datos e imágenes capturados por los satélites; transpondedores de telemetría y telecomando para el control de los satélites; así como numerosos sistemas y unidades electrónicas y de radiofrecuencia para varios de los instrumentos de observación embarcados en estas misiones.
10. En el caso de Telespazio Ibérica participa en el desarrollo y las operaciones del segmento terrestre del componente espacial; opera en la gestión de emergencias, de la seguridad terrestre y marítima, de los recursos terrestres y la vigilancia del cambio climático; además de proporcionar datos de observación de la Tierra.