En un mundo donde más de la mitad de los 8.200 millones de habitantes vive en entornos urbanos, y se espera que esta cifra alcance los 6.500 millones en 2050, las ciudades enfrentan desafíos sin precedentes relacionados con el cambio climático y la sostenibilidad.
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Uno de los fenómenos más problemáticos que surge de la acelerada urbanización son las islas de calor urbanas, áreas donde las temperaturas pueden ser hasta 12°C más altas que en las zonas rurales circundantes, especialmente durante la noche.
Este fenómeno, causado por la acumulación de calor en superficies impermeables, la escasa vegetación y la intensa actividad humana, tiene consecuencias que van más allá del simple aumento de temperatura. Las islas de calor urbanas impactan directamente en la salud física y el bienestar psicológico de las personas, modifican los hábitos cotidianos y alteran las dinámicas económicas de las ciudades. Además, pueden provocar un aumento significativo en los índices de morbilidad y mortalidad, así como un notable incremento del consumo energético en las áreas urbanas.
La comprensión precisa de este fenómeno a través de información detallada sobre la temperatura de la superficie terrestre en entornos urbanos se ha convertido en una herramienta esencial para orientar decisiones en materia de urbanismo y desarrollo de políticas climáticas eficaces. Sin embargo, los estudios al respecto sobre este fenómeno son sesgados, en pocas ciudades y con mediciones durante el día.
La misión SIRIUS de Thales Alenia Space, liderada desde la sede española de Tres Cantos propone una solución con la que podrán medir diariamente y durante tres años este fenómeno de las islas de calor urbana, proporcionando datos que modelarán las ciudades del futuro, tal y ha comentado a 'Euronews' María Andrea Vidal Urriza, ingeniera de sistemas en Thales Alenia Space y encargada del sistema end-to-end del proyecto SIRIUS.
La misión SIRIUS: tecnología espacial al servicio de la sostenibilidad urbana
Vidal Urriza nos ha confirmado que la misión ha nacido y está propuesta y liderada tanto técnica como científicamente desde España: "Sirius es una misión espacial que hemos propuesto desde Thales Alenia Space en España, o sea, liderada desde Thales Alenia Space en España, para el programa Scout de la ESA".
Para abordar este desafío, la Agencia Espacial Europea (ESA) ha adjudicado un contrato a Thales Alenia Space para llevar a cabo el estudio de consolidación de la misión SIRIUS (Space Based Infra-Red Imager for Urban Sustainability). Esta misión forma parte de las misiones Scout del programa de observación de la Tierra FutureEO de la ESA, caracterizadas por su enfoque ágil, rápido y de bajo coste para probar nuevos conceptos en el campo de la observación terrestre.
SIRIUS está diseñada para proporcionar observaciones nocturnas (imágenes) de varias ciudades europeas diariamente durante un período de tres años o más, utilizando productos infrarrojos térmicos (TIR) que permiten medir la temperatura de los objetos desde la distancia. Con una resolución nativa de 64 metros, perfectamente adaptada a las necesidades de monitorización de las islas de calor urbanas, la misión promete revolucionar nuestra comprensión de cómo estos fenómenos modifican el clima local.
El corazón tecnológico de la misión reside en el instrumento Smart-TIRI, desarrollado por Thales Alenia Space en España. Este instrumento miniaturizado de imágenes en el infrarrojo térmico emplea una innovadora solución de detección basada en microbolómetros, evitando la necesidad de utilizar sistemas de refrigeración costosos.
Desde 'Euronews' nos preguntábamos si era un desarrollo basado en ese instrumento o evolucionado a lo que Vidal Urriza nos confirmó que sí se utiliza el mismo sensor pero que tendrá que ser adaptado al usarse una órbita heliosíncrona a distinta altitud que en el proyecto anterior: "Estas órbitas de observación de la Tierra se suelen elegir heliosíncronas porque así cada vez que observas el mismo lugar en la Tierra, pues siempre lo observas con las mismas condiciones de iluminación". Esta órbita barre la tierra de norte a sur.
Esta tecnología innovadora, compacta y de altas prestaciones ofrece un coste muy competitivo, cumpliendo con las restricciones presupuestarias de las misiones Scout, que no pueden superar los 35 millones de euros incluido el lanzamiento.
Cuatro proyectos han sido elegidos inicialmente por parte de la ESA de los cuales, después de nueve meses de consolidación, se elegirán dos que serán los que reciban la financiación completa y las que se lleven a cabo como misiones Scout. SIRIUS ya está en ese periodo inicial de nueve meses al haber sido elegida el pasado mes de junio.
En cuanto al calendario de misión, Vidal Urriza ha confirmado a 'Euronews' que en enero de 2030, si SIRIUS es elegido como uno de los dos proyectos finales, debería estar aportando imágenes de valor científico para el estudio de las islas de calor urbana.
Un consorcio internacional liderado por la excelencia científica española
El proyecto está siendo liderado por un consorcio internacional encabezado por Thales Alenia Space en España, con la participación de socios estratégicos de varios países europeos. La responsabilidad científica de la misión recae en José Antonio Sobrino, catedrático de Física de la Tierra de la Universitat de València, quien desempeña un papel crucial en la definición y refinamiento de los objetivos científicos del proyecto.
Sobrino, responsable de la Unidad de Cambio Global de la Universidad de Valencia y director del Image Processing Laboratory, aporta una experiencia excepcional al proyecto. Con más de 300 publicaciones en revistas científicas de alto impacto, ha sido investigador principal en más de 70 proyectos financiados por España, la Unión Europea y la ESA, y ha dirigido 25 tesis doctorales.
Su reconocimiento internacional se consolidó en 2019 cuando fue galardonado con el Premio Jaume I de Investigación por sus investigaciones en los cambios planetarios y la creación de algoritmos para calcular la temperatura de la superficie terrestre y los océanos.
El consorcio también incluye a Kongsberg Nano Avionics de Lituania, responsable de la plataforma de pequeño satélite basada en su modelo probado en vuelo MP42H, Thales Alenia Space en Francia, que realizará el análisis de misión y apoyará el desarrollo del simulador de extremo a extremo; y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), encargado de definir el simulador de prestaciones.
La misión SIRIUS representa un paso significativo hacia la comprensión y gestión de los desafíos urbanos del futuro, proporcionando herramientas científicas avanzadas para crear ciudades más sostenibles y resilientes ante el cambio climático.
Las imágenes y medidas de SIRIUS proporcionarán a Jose Antonio Sobrino datos para que pueda ajustar o correlar su modelo matemático para calcular las temperaturas que alcanzarán las islas de calor urbano. Según comenta Vidal Urriza: "A partir de estos productos de mapas de calor o de temperatura y modelos, podemos sacar productos más derivados como índices de confort, diferentes productos ya más elaborados que nos dan información sobre el bienestar de la población".
Hacia un futuro urbano más sostenible
Los datos precisos y continuos que proporcionará la misión SIRIUS sobre las temperaturas urbanas abren un amplio abanico de posibilidades para transformar la planificación y gestión de las ciudades del futuro.
Los planificadores urbanos pueden aprovechar herramientas de planificación y regulación que incluyen la promoción de infraestructura verde y azul, el uso de materiales de colores claros para techos y pavimentos, la instalación de techos verdes y la expansión y preservación del dosel arbóreo urbano.
Esta información detallada permitirá implementar estrategias de mitigación del calor desde las primeras fases de planificación, creando áreas urbanas compactas y transitables salpicadas de infraestructura verde para promover la actividad física y reducir la contaminación del aire relacionada con las emisiones de vehículos.
En el ámbito de la salud pública, el mapeo térmico continuo ofrecerá herramientas fundamentales para abordar disparidades sociales significativas. La exposición individual al calor está asociada con resultados adversos para la salud y económicos, siendo las personas de color y las personas que viven en la pobreza las que soportan una carga desproporcionada de exposición al calor urbano en casi todas las ciudades principales. Los servicios de emergencia podrán anticiparse a picos de demanda hospitalaria y optimizar la distribución de recursos durante episodios de estrés térmico extremo.
La dimensión económica presenta impactos cuantificables y sustanciales. Cada aumento de 1°C en la temperatura eleva la demanda energética entre un 0,5% y un 5%, dependiendo del nivel local de penetración del aire acondicionado. En Europa, los costes económicos asociados son considerables: la mortalidad relacionada con el calor y el frío inducida por las islas de calor urbanas está asociada con impactos económicos de 192 euros a 314 euros por habitante urbano adulto por año, comparables a los costes de la contaminación del aire y el transporte.
La misión SIRIUS también contribuirá al desarrollo de políticas climáticas urbanas más efectivas: "Y estos datos son interpretables ya no por la comunidad científica sino por usuarios que intervienen en la toma de decisiones como pueden ser los ayuntamientos, los gobiernos o incluso las empresas que desarrollan tecnologías de urbanismo, materiales, construcción, arquitectura, planificación urbanística, etc. Entonces, al final, la finalidad final es esa. Es mejorar cómo diseñamos las ciudades para mitigar el efecto de las islas de calor", comenta Vidal Urriza.
Muchas estrategias de mitigación de las islas de calor hacen que el entorno urbano sea más saludable y habitable de otras maneras: plantar árboles puede conducir a una mejor calidad del aire, una gestión mejorada de las aguas pluviales, reducción del ruido, mayor hábitat para la vida silvestre.
Esta información será fundamental para que las ciudades desarrollen soluciones integradas que aborden simultáneamente múltiples desafíos urbanos y cumplan con los objetivos de sostenibilidad establecidos en los acuerdos internacionales sobre cambio climático.