MONITOREO DE INDICADORES DE CAMBIO CLIMÁTICO EN CUENCAS HIDROGRÁFICAS MEDIANTE SENSORES REMOTOS

INTRODUCCIÓN

El agua es el principal agente causante de cambios atmosféricos y, por lo tanto, del clima, es por ello que la hidrología está fuertemente enlazada con la meteorología y la climatología siendo las cuencas hidrográficas una unidad básica para el análisis ambiental, ya que permite conocer y evaluar sus diversos componentes conjunto a los procesos e interacciones que en ella ocurren, siendo objeto de ordenamiento, planificación ambiental y territorial, con el fin de gestionar los recursos hídricos al evaluar la cantidad, calidad, uso de agua, entre otros. Además, hacer predicciones de flujos futuros simulando escenarios de uso del suelo, variabilidad climática y cambios antropogénicos (Zapata A 2025).

La gestión integrada de los recursos hídricos (GIRH) es un concepto mundial que busca avanzar en la planificación y gestión adecuada del agua para garantizar su sostenibilidad y conservación, al tiempo que promueve la generación y el acceso a la información para resolver problemas relacionados con dicho recurso. Los impactos del cambio climático sobre el régimen hidrológico influyen directamente al modificar la distribución de la precipitación tanto en tiempo como en espacio, el almacenamiento de agua, la evapotranspiración, la escorrentía y el caudal y, por lo tanto, en la producción de agua, afectando la disponibilidad de agua en las cuencas hidrográficas. Según Velasco L (2022). “Se prevé que en las próximas décadas casi todos los continentes enfrenten el impacto del estrés hídrico en las fuentes superficiales, por lo que es importante comprender la respuesta del flujo del agua frente al cambio climático”

Representación de la Gestión de Recursos Hídricos. Fuente: https://www.researchgate.net/figure/Alteraciones-de-origen-antropico-habituales-en-los-ecosistemas-fluviales_fig4_396895813

TELEDETECCIÓN EN CUENCAS HIDROGRÁFICAS

El procesamiento y la interpretación de imágenes satelitales tienen una notable potencialidad de aplicación en diversos ámbitos, entre ellos los relacionados con los recursos hídricos. La teledetección desempeña un papel fundamental en los estudios hidrológicos, especialmente en zonas inaccesibles con observaciones terrestres limitadas debido a limitaciones de infraestructura y recursos. Ofrece información en tiempo real y rentable, capturando la dinámica espacio temporal de los componentes del balance hídrico. Los datos de teledetección también encuentran aplicaciones en la delineación de cuencas hidrográficas, la estimación de la precipitación y la evapotranspiración (ET), el cálculo de la descarga de los ríos a diferentes escalas, la comprensión de la relación entre los seres humanos y el agua, el mapeo del uso de la tierra y el cambio de la cobertura terrestre, alimentando bases de datos geoespaciales para estimar balances hídricos espacio temporales en una cuenca hidrográfica con el fin de determinar técnicas de monitoreo por teledetección apropiadas a un área de estudio

Las observaciones espaciales tienen el potencial de mejorar significativamente la comprensión de los procesos hidrológicos en cuencas hidrográficas y la variabilidad climática, geodinámica, socio-económica, considerando la posibilidad de generación de balances hidrológicos (Montealegre A; Gaspari J 2023). Una vez definidos los datos a nivel geoespacial, se pueden monitorear las cuencas hidrográficas con teledetección, y establecer sus cambios a escala espacio temporal, integrándose con análisis de eventos pluviales, así como la elaboración de balances hídricos.

Observación del fenómeno hidrometeorológico. Fuente: https://www.gisandbeers.com/aplicaciones-de-la-teledeteccion-medio-ambiente/

METODOLOGÍA PARA EL MONITOREO DE INDICADORES DE CAMBIO CLIMÁTICO

Insumos

1. Descripción y Caracterización del  Área de Estudio

Ubicación: Delimitación geográfica precisa de la cuenca o microcuenca de estudio

Sistema Hídrico: Descripción detallada del régimen hidrológico de la cuenca. Esto incluye la identificación de los principales cuerpos de agua (ríos, lagos, embalses), el patrón de drenaje, las características geomorfológicas y los datos históricos de caudal y precipitación. Esta información es crucial para el cálculo del Balance Hídrico Especializado y el monitoreo de la Frecuencia de inundación

Datos Hidrometeorológicos: Son el conjunto de mediciones, tanto terrestres como satelitales, de los fenómenos atmosféricos e hidrológicos que afectan el balance hídrico de la cuenca. Incluyen variables como la precipitación, la temperatura del aire, la humedad, la radiación solar, el caudal de los ríos y la evapotranspiración. Su integración es vital para la simulación de escenarios futuros y el cálculo de anomalías térmicas e hídricas.

Medio Biótico: Caracterización de la cobertura terrestre actual y su estado de salud, que se medirá posteriormente con indicadores como el NDVI y el VHI. Se debe describir la vegetación predominante, el uso y cobertura del suelo (LULC), y cualquier área de interés especial (zonas boscosas, agrícolas, urbanas).

Caracterización Socio Económica: Contextualización de la presión humana y los cambios antropogénicos que influyen en la gestión integrada de los recursos hídricos (GIRH). Se debe incluir información sobre la población, las principales actividades económicas (agricultura, industria) y los usos del agua, ya que estos factores modifican la escorrentía, la disponibilidad de agua y los escenarios de flujos futuros.

Vista 3D delimitación de cuenca hidrográfica. Fuente:  Imagen generada por inteligencia artificial.

• Indicadores Biofísicos

Indicadores del Estado de la Cobertura Vegetal

NDVI (Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada): Mide el vigor fotosintético. Es fundamental para detectar procesos de desertificación o pérdida de biomasa por sequías prolongadas.

VHI (Índice de Salud de la Vegetación): Combina el NDVI con la temperatura superficial para identificar estrés hídrico en la vegetación antes de que sea visible al ojo humano.

Tasa de Cambio de Cobertura y Uso del Suelo (LULC): Monitorea cómo el cambio climático (o la presión humana) transforma áreas boscosas en suelos degradados, lo que afecta directamente la escorrentía.

Indicadores Hidrológicos y de Agua Superficial

NDWI (Índice de Agua de Diferencia Normalizada): Permite delimitar con precisión cuerpos de agua (lagos, embalses, ríos) y monitorear su reducción o expansión estacional.

Frecuencia de inundación: Análisis multitemporal para identificar zonas que ahora se inundan con más frecuencia debido a eventos hidrometeorológicos extremos.

Balance Hídrico Especializado: Estimación de la relación entre precipitación, evapotranspiración y almacenamiento de agua en el suelo utilizando datos satelitales como CHIRPS (lluvia) y MOD 16 (evapotranspiración).

Análisis de los Indicadores. Fuente: Imagen generada por inteligencia artificial.

Indicadores de Variabilidad Térmica

LST (Temperatura de la Superficie Terrestre): Obtenida mediante bandas térmicas (como el TIRS de Landsat). Un aumento sostenido del LST en la cuenca indica una mayor demanda evaporativa y posibles cambios en el microclima local.

Índice de Anomalía de Temperatura: Compara la temperatura actual con la media histórica (climatología) de los últimos 20 o 30 años para detectar calentamiento anómalo.

Selección de Insumos y Período de Estudio

Clasificación y Análisis Multitemporal / Validación de datos

En esta fase las imágenes con  los índices calculados se convierten en una serie de datos, en el que se procederá a utilizar algoritmos, matrices y diferencias de índices para realizar las clasificaciones de cobertura, análisis de detracción de cambios y generación de mapas de ganancias y pérdidas, es vital realizar pruebas estadísticas sobre las series de tiempo para determinar la tendencia observada conjunto a la magnitud del cambio por año. Cabe destacar que  los datos hidrometeorológicos obtenidos de base de datos a través de plataformas deben de estar correlacionar con las estaciones meteorológicas nacionales

Ejemplo mapa de ganancia y pérdida. Fuente:  Imagen generada por inteligencia artificial.

CONCLUSIONES

El monitoreo de indicadores de cambio climático en cuencas hidrográficas mediante sensores remotos se establece como una herramienta esencial y de alto potencial para la gestión integrada de los recursos hídricos (GIRH),proporciona una mejora en la identificación espacial de las variaciones temporales y anomalías que intervienen en el balance hídrico

El manejo de cuencas hidrográficas junto con el monitoreo de los recursos hídricos son temas esenciales para su gestión y gobernanza apuntando al desarrollo sustentable que permita la elección de un adecuado uso del suelo para tener un mejor desarrollo sustentable resiliente a nivel ambiental, social y económico.

Adaptarse a dichos cambios es posible mediante los modelos hidrológicos, debido a que permiten una mejor comprensión de los sistemas mediante simulaciones que generan una predicción de los sistemas futuros lo que influye en la toma de decisiones en la gestión de los recursos hídricos

Es importante tener claridad sobre las condiciones cambiantes de los sistemas hidrológicos, debido a que el incremento de las temperaturas y precipitaciones afectan los niveles de la capa superficial de agua aumentando el riesgo de eventos hidrometeorológicos

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

• Adminbeersmacon. (2020, 21 abril). Aplicaciones de la teledetección en medio ambiente – Gis&Beers. Gis&Beers. http://www.gisandbeers.com/aplicaciones-de-la-teledeteccion-medio-ambiente/

• Alejandro, M. M. F., & Gaspari, F. J. (2023, 21 agosto). Monitoreo por teledetección de la variación del almacenamiento de agua superficial en cuencas hidrográficas. https://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/171521

• Arias Zapata, H. V. (2025). Diagnóstico hidrológico de la microcuenca del río Sicalpa con escenarios de cambio climático (Master’s thesis, Riobamba: Universidad Nacional de Chimborazo).

• Benegas, L., & Quishpe, D. (2020). Propuesta de sistema de monitoreo, reporte y evaluación de las medidas de adaptación al cambio climático a implementarse en las microcuencas de los ríos Victoria, Cuyuja y Chalpi en la provincia de Napo –Ecuador por el Proyecto AICCA. https://repositorio.catie.ac.cr/handle/11554/11499?locale-attribute=es

• Gebeyehu, Y., Alamirew, T., Chukalla, A., Malede, D., Yalew, S., & Mengistu, A.  (2025). Teledetección en hidrología: una revisión sistemática de sus aplicaciones en la cuenca alta del Nilo Azul, Etiopía. Sciencedirect. Recuperado 29 de enero de 2026, de https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589757824000246

• QUITIAN, L. V. V. LA GEOINFORMÁTICA EN LA GESTIÓN DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS.

Vivas Daniela
Centro de Procesamiento Digital de Imágenes (CPDI).
Fundación Instituto de Ingeniería para la Investigación y Desarrollo Tecnológico (FIIIDT/MINCYT).