La primera vez que escuché sobre “espectros” fue en mi infancia viendo algún programa de televisión. Allí, “espectro” era sinónimo de espantos y fantasmas y me quedé con esa idea durante años. Más adelante, en mi época como radialista en una emisora que se llamaba Café 93.5 FM, a donde llegué por casualidad y terminé quedándome como voluntario, mientras satisfacía mi necesidad de entender a detalle y profundidad las dinámicas de aquellas cosas en las que me involucro, el término “espectro” apareció en otro contexto, uno completamente distinto pero muy racional: las licencias para el uso del espectro electromagnético. De nuevo aparecía esa palabra fantasmal, “espectro”, pero esta vez sin fantasmas, aunque todavía completamente invisible. Era como decían los radialistas veteranos para explicar aquello que está presente, pero nadie puede ver: “es como el espíritu santo, nadie lo ha visto, pero todos sabemos que está ahí”.
Y eso es precisamente la forma fácil de entender el espectro: “está ahí”. A medida que fui avanzando en mi formación como ingeniero mi hambre por aprender más cosas no hacía más que crecer. Ahora que lo pienso, no sé si era una forma de procrastinar los temas académicos que me resultaban poco estimulantes, reemplazándolos por temas que realmente me despertaban la chispa de la curiosidad y que me servían de auto excusa. Y es que desde muy niño siempre me ha gustado investigar sobre historia, antropología, ingeniería y sobre esos fenómenos que son 100% reales, pero que pocos conocen. Mi idea de pasar tiempo libre ha sido siempre sumergirme en los detalles de aquello que la mayoría da por sentado e imaginarme soluciones y aplicaciones cotidianas y transversales posibles.
En una de esas divagaciones, terminé entendiendo en detalle cómo funciona la radiocomunicación. Ese conocimiento luego me llevó a formar parte de un equipo regional de intervención en telecomunicaciones para redes de organismos de emergencia. Pero esa ya es otra historia que contaré en otro momento.
Por ahora me enfocaré en el espectro electromagnético. Este fenómeno de la naturaleza abarca todos los tipos de radiación que se propagan en forma de ondas. El ojo humano solo puede ver una pequeñísima porción conocida como espectro visible, que es todo lo que los humanos somos capaces de ver con los ojos. Lo que no vemos incluye desde las ondas de radio, microondas e infrarrojos, hasta el ultravioleta, rayos X y rayos gamma. Para simplificar, las ondas que tienen una frecuencia más baja que el espectro visible, como las ondas de radio, microondas y parte del infrarrojo, son no ionizantes. Luego, la radiación ionizante comienza con el ultravioleta de alta frecuencia (UV-C), seguido por los rayos X y rayos gamma, los cuales tienen suficiente energía para dañar células y ADN. (Prometo escribir un artículo aparte para profundizar más sobre esto)
Es muy importante entender que aunque los humanos tenemos la visión más balanceada y versátil para diferentes situaciones entre las especies terrestres, solo vemos una muy pequeña parte de ese vasto espectro, entre 400 y 700 nanómetros. Es como si estuviéramos viendo el mundo a través de una rendija. Y la naturaleza nos da pistas de que hay mucho más ahí afuera, que simplemente no podemos captar.
¿Alguna vez te has preguntado cómo algunos animales ven en la oscuridad? Aunque sus ojos no son tan precisos como los nuestros, insectos, aves y peces ven en el espectro ultravioleta, por debajo de los 400 nm. Esto les permite ver mejor las plantas, identificar patrones específicos en la vegetación y obtener otras señales invisibles para nosotros, fundamentales para la polinización y otras de sus actividades. Luego están otros animales como algunos reptiles, que tienen órganos sensibles al calor, que los hace capaces de sentir algo de radiación infrarroja por encima de los 700 nm y que les permiten sentir cambios de temperatura y cazar de noche percibiendo el calor de sus presas.
Tomado de internet.
Con esta introducción tan reveladora del párrafo anterior creo que ya sabes para donde voy. ¿Te imaginas la cantidad de información que podríamos obtener si ampliáramos nuestro espectro de visión natural? Conoceríamos mucho más sobre la vegetación, la temperatura del suelo, el agua disponible… toda esa información “invisible” que está ahí. Aquí entran las cámaras multiespectrales: dispositivos que, a diferencia de nosotros, captan esa información invisible y con la cual podemos crear modelos que imiten parcial o completamente de algún modo, las habilidades visuales y sensoriales de insectos y reptiles.
La curiosidad es el único límite. Con estos modelos matemáticos mediados por algoritmos y software, podemos evaluar la salud de un bosque, la sequedad de un área durante una temporada seca, el estado de un cultivo o detectar malezas. Todo depende de tu capacidad para enfocarte en entender profundamente lo que buscas y desarrollar el modelo adecuado.
Y sé que hasta este punto todo parece un cuento de hadas de ciencia ficción y lo seguiré explicando de la misma manera. Probablemente te estarás preguntando dónde encontrar una cámara que vea en los ultravioletas de las abejas o en los infrarrojos de los reptiles. Pues bien, en el mercado hay cámaras que captan estos espectros (multiespectrales) y que puedes montar en drones, helicópteros, aviones y hasta en satélites. Quizás ya has descartado la idea del satélite, porque suena imposible pensar en llevar una cámara al espacio con el presupuesto de un mortal común. Pero aquí empieza la parte interesante.
Gracias a proyectos de investigación, exploración planetaria y de entendimiento de nuestro planeta, muchas agencias espaciales han puesto a disposición del público de manera continuada imágenes con estas características capturadas por satélites. Es decir que cualquiera puede acceder a ellas y descargarlas. El proyecto LANDSAT de la NASA, activo desde los años 80, y SENTINEL, de la Agencia Espacial Europea, en marcha desde los 2000, son ejemplos de plataformas que cualquiera puede usar para acceder a imágenes multiespectrales gratuitas. Estos recursos resultan útiles en temas como agricultura, manejo ambiental y estudios de cambio climático.
Hasta hace alrededor de un año, ya conocía de manera general varios de estos casos de uso, la existencia de algunos datasets públicos y el potencial de interpretar las imágenes multiespectrales. Sin embargo, me encontré en una conversación con Jhonny López —un científico a quien respeto profundamente y quien me invitó a trabajar con el nuevamente— y por su iniciativa nos propusimos profundizar en estas tecnologías y aplicarlas en proyectos de investigación real. Fue como abrir una puerta a un mundo de posibilidades, donde esos espectros invisibles pasaron de la teoría a la práctica. Ahora, el equipo ha crecido enormemente y estamos inmersos en descubrir cómo esta tecnología puede ayudarnos a resolver problemas tangibles de la era actual y futura. No dejamos de sorprendernos con lo que hemos logrado y todo lo que podemos alcanzar con ella.
Para entenderlo mejor, imagina que quieres ver cómo ha cambiado un área de tierra a lo largo del tiempo. Podrías descargar una imagen antigua de esa zona y compararla con una reciente para observar los cambios. Con imágenes gratuitas de SENTINEL, podrías hacer pruebas sin gastar los millones que costaría poner una cámara en órbita. Fascinante, ¿verdad?
Sin embargo, a veces las imágenes satelitales no sirven si necesitas más resolución o control preciso sobre las áreas y parámetros a analizar. En estos casos, los drones con cámaras multiespectrales son la mejor opción para lograr mayor resolución y precisión en el análisis. Con ellos, puedes personalizar tu área de estudio y ajustar los parámetros de imagen según lo que quieras descubrir.
Pero ¿qué tiene que ver todo esto con aquel “espectro” que conocí de niño y al que luego encontré en las ondas de la radio? Bueno, resulta que esas mismas ondas invisibles que un día parecían fantasmas, hoy son mis aliadas para entender lo que mis ojos no alcanzan a ver. Con los drones multiespectrales y la tecnología satelital, podemos llevar el análisis a otro nivel, capturando información que nunca imaginé tener a mi alcance.
Así que, de alguna manera, todo aquel recorrido fue un viaje para entender lo invisible. Porque esos “espectros”, que pasaron de ser fantasmas a ondas, hoy se han convertido en datos que nos permiten ver la salud de un bosque o el cambio de una región en el tiempo. Y en esa invisibilidad que alguna vez temí, ahora encuentro respuestas. Así es la curiosidad: lo que comenzó como un misterio, terminó siendo una herramienta para explorar el mundo de una manera que el pequeño que veía fantasmas en la tele jamás podría haber soñado.
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