Las ondas y el transporte de la información. Por: Lic. Jorge Peri Como su nombre lo indica, la Teledetección es la acción de "detectar lejos", es decir que un observador percibe datos de un objeto ubicado a una cierta distancia de él. Para que esto pueda ocurrir, es necesario que haya un transporte de esos datos desde el objeto hasta el observador, la información debe "viajar" de alguna forma. En nuestro caso, la información viaja sobre ondas, es por ello que primero nos dedicaremos a estudiar brevemente a estas últimas. P: Un ejemplo de datos que viajan sobre ondas es el caso del sonido, en este caso la información viaja sobre "ondas sonoras". ¿Puede describir un ejemplo concreto de la vida diaria? P: La otra forma en que la información puede viajar es sobre un objeto material. Trate de encontrar algún ejemplo para este último caso. Para comprender que es una onda, podemos imaginar una larga cuerda tendida horizontalmente, de la cual tenemos una punta en la mano, mientras que la otra punta está anudada a un lugar fijo. Si de pronto sacudimos hacia un costado el extremo que tenemos en nuestra mano, para luego volverlo a su posición original, habremos generado una especie de "joroba" en la cuerda que comenzará a desplazarse a lo largo de la misma hasta llegar al otro extremo.
desplazamiento
perturbación
posición de reposo
Un poco mas técnicamente, diremos que hemos perturbado a la cuerda, sacándola de su posición de reposo, y esto nos da la definición: una onda es una perturbación que se propaga. Si continuamos sacudiendo a la cuerda tendremos un tren de perturbaciones que se propagan.
Cada secuencia completa de un desplazamiento hacia un lado, desplazamiento hacia el otro lado, y vuelta al punto de reposo es lo que denominamos un "ciclo" (cs) o también un "hertz o hertzio" (hz). Otro ejemplo clásico son las ondas que se generan en la superficie del agua en reposo cuando arrojamos una piedra. Una característica esencial de las ondas es que son portadoras de enrgía, es decir, para generarlas es necesario hacer un trabajo, y a su vez ellas pueden hacer un trabajo cuando interactúan con un cuerpo. P1: ¿Podría sugerir otros ejemplos de onda? P2: ¿Podría sugerir un ejemplo en el cual se vea claramente que una onda transporta energía? Ahora bien, no todas las ondas son iguales, la forma de la perturbación en la cuerda dependerá de la magnitud del sacudón y de la rapidez del movimiento. En el ejemplo del agua, tenemos desde las olas pequeñísimas dentro de un vaso, hasta las gigantescas de un Tsunami, las cantidades de energía que transportan cada una de ellas también son notablemente diferentes. Si observamos los siguientes ejemplos vemos que las ondas pueden ser muy variadas:
Aqui vemos que las ondas se distinguen entre ellas por la variación de dos factores: a) la magnitud de la perturbación respecto del punto de equilibrio, que llamaremos "amplitud" (A), y b) la distancia que separa a dos perturbaciones sucesivas, que denominaremos "longitud de onda" (
A
Vemos que la longitud de onda es la distancia que el tren de ondas recorre en un ciclo, y sus unidades son de longitud (metros, milímetros, micrones, etc) Otro dato importante es la velocidad con la que se propaga la onda. Si nos paramos en un punto y con un cronómetro medimos el tiempo que tarda en pasar una perturbación tendremos el "período" (T), y al revés, si medimos cuantas perturbaciones pasan por unidad de tiempo tendremos la "frecuencia" (f) El período se mide en una unidad de tiempo por ciclo (generalmente el segundo, seg/cs), y la frecuencia en ciclos por segundo (cs/seg).
Algunas fórmulas Estos parámetros están relacionados entre si, por un lado la frecuencia es la inversa del período: f = 1 / T (cs/seg) y por otra parte, la velocidad es la distancia recorrida (longitud de onda) dividida por el tiempo empleado (período): v = l / T (m / seg) de las dos fómulas anteriores, se deduce que la velocidad se puede expresar como el producto de la longitud de onda por la frecuencia: v = l * f (m / seg) P: La velocidad de las ondas sonoras es de aproximadamente 330 m/seg. En una tormenta, cuando se produce un relámpago va acompañado por un trueno. Como veremos mas adelante, al relámpago lo vemos casi instantáneamente, en cambio el trueno tarda mas en llegar y lo escuchamos con cierto retraso. Si vemos el relámpago y escuchamos el trueno 7.5 seg después, ¿a que distancia se produjo el relámpago?
Ondas y datos Como vimos, los parámetros de una onda dependen de la forma en que ésta fué generada, por lo tanto, desde el punto de vista de quien recibe una onda, del análisis de la misma se pueden inferir datos sobre el proceso que la generó, una onda de alta frecuencia fué generada por algo que sacudió muy rápidamnete la cuerda, etc. Éste es el principio básico por el cual una onda puede transportar información. La actividad básica de la teledetección consiste en recibir ondas que provienen del objeto que se quiere estudiar, y deducir las características de este último a partir del análisis de las primeras.
Ondas electromagnéticas En la naturaleza existe una clase particular de ondas, llamadas electromagnéticas (OEM) que tienen las siguientes características: - No necesitan de ningún medio para propagarse, lo que se perturba es el propio espacio, por lo tanto pueden propagarse en el vacío. - Su velocidad de propagación en el vacío es siempre la misma: aproximadamente 300.000.000 m/seg. En las fórmulas a esta velocidad se la identifica con la letra "c". - En el espacio pueden recorrer distancias enormes sin sufrir modificaciones, en los observatorios se han detectado ondas que han estado viajando durante 12.000 millones de años. Estas características las hacen especialmente aptas para transportar energía e información a través de grandes distancias, y son las que usamos en teledetección.
P: Para la escala de nuestra vida diaria le velocidad de las ondas electromagnéticas es muy grande. Calcular cuánto tarda una OEM en dar la vuelta al mundo, en llegar a la Luna, y en llegar hasta el planeta Marte.
Una fómula más Como la velocidad "c" es constante, dada la frecuencia se puede conocer la longitud de onda y viceversa: l=c/f
f=c/l
donde c = 300.000.000 m/seg
El espectro electromagnético Las ondas de radio, las microondas de los hornos, los rayos infrarrojos y la luz son todas ondas electromagnéticas de la misma naturaleza, la única diferencia entre unas u otras son sus longitudes de onda. Veamos algunos ejemplos de dispositivos de nuestra vida cotidiana, con los valores aproximados de las respectivas longitudes de onda: Radio AM : 500 m Radio FM :3m Telefono Celular : 0,3 m. Horno de microondas : 0,12 m Estufa infrarroja : 0,00001 m Luz : 0,000005 m Lámpara ultravioleta: 0,0000008 m Rayos X : 0,0000000005 m Rayos gamma : 0,0000000000001 m Un grafico unidimensional mostrando estas ondas (y algunas otras) con sus longitudes de onda es lo que se denomina "espectro electromagnético". Como vemos, las longitudes de las ondas electromagnéticas varían enormemente entre ellas, pese a ser de idéntica naturaleza se nos manifiestan de formas distintas, y también son muy distintas sus aplicaciones tecnológicas. Como la mayoría de las longitudes de onda son muy pequeñas, se usan submúltiplos del metro, como los siguientes: 1 milímetro = 0,001 metro 1 micrón = 0,001 milímetro 1 nanometro = 0,001 micrón 1 Ängstrom = 0,1 nanómetro P: Reescribir las longitudes de onda de los ejemplos eligiendo las unidades para que queden expresadas en valores más sencillos de leer, por ejemplo entre 1 y 1000. P: En los ejemplos anteriores, ¿cuáles son las frecuencias aproximadas en ciclos o hertzios?. Como vimos en el ejercicio, generalmente, las ondas electromagnéticas tienen frecuencias muy altas, por ello en la práctica se usan múltiplos del ciclo o hertzio, los más usados son los siguientes, donde en cada caso la palabra "hertz" puede reemplazarse por "ciclo": 1 Kz : 1 Kilohertz = 1000 Hertz 1 Mz : 1 Megahertz = 1000 kilohertz 1 Gz : 1 Gigahertz = 1000 Megahertz 1 Tz : 1 Terahertz = 1000 Gigahertz
Para facilitar la legibilidad, en la práctica se elige la unidad para que el valor numérico sea siempre entre 1 y 1000, por ejemplo, en lugar de 30.000.000 de ciclos se usa 30 Megahertz. P: Repetir los datos de frecuencia de los ejemplos anteriores utilizando la unidad mas adecuada siguiendo este criterio. P: Generalmente los manuales de los teléfonos celulares tienen un apartado con información tècnica. Con estos datos a la vista desarrollar las siguientes actividades: a) Discutir en el foro los conceptos de "canal" y "banda" b) ¿Cuales son las longitudes de onda para recibir y transmitir? c) Comparar la potencia de emisión con la de una lámpara común de bajo consumo. P: Otros temas para discutir en el foro: ¿entre que valores de frecuencias y longitudes de onda opran los siguientes dispositivos y servicios?: emisoras AM, emisoras FM, GPS, teléfono inalámbrico, TV abierta (no de cable), banda ciudadana (el que usan los taxis y remises).
Frecuencia (MHz) 10
10
13
10
12
10
11
10
10
100
10
8
10
7
10
6
10
5
10
INFRARROJO
MEDIO
10
9
CERCANO
RAYOS - X
GAMMA
0,01 0,1 1 Longitud de onda (
10
ULTRAVIOLETA
RAYOS
14
4
10
3
10
MICRO-ONDAS RADAR
TÉRMICO
RADIO, TV. UHF
0,1
1
Angstroms
10
Micrómetros
100
2
0,1
1
10
Centímetros
VHF 1
10
Metros
ESPECTRO VISIBLE AZUL VERDE ROJO 0,4
0,5
0,6
0,7 µm
En teledetección usaremos mayoritariamente rayos infrarrojos y luz, por lo que dedicaremos un párrafo a ésta última.
El espectro visible Llamamos "luz" o "luz visible" al conjunto de ondas electromagnéticas de frecuencias que varían entre los 429 y 750 Terahertz, y que podemos detectar con nuestros ojos. Dentro de este rango, nosotros podemos distinguirlas unas de otras por esa sensación visual que llamamos color, de esta forma a un rayo de luz lo veremos de un color u otro dependiendo de su frecuencia. La siguiente tabla muestra las frecuencias aproximadas que corresponden a cada color, teniendo en cuenta que los límites entre dos colores no son definidos, sino que por ejemplo pasamos del amarillo al verde gradualmente, por tonos intermedios amarillo-verdosos (o verdes amarillentos, como querramos verlos). violeta : 750 Tz azul : 670 Tz verde : 550 Tz amarillo : 480 Tz anaranjado : 450 Tz rojo : 430 Tz
P: Expresar la tabla anterior en términos de longitudes de onda, elegir las unidades mas apropiadas para facilitar la legibilidad. P: Comparemos estas medidas con datos de nuestra vida cotidiana: ¿Cuantas longitudes de onda del rojo hacen falta para igualar el espesor de un cabello humano? Como vemos la conversión entre valores de frecuencia y de longitud de onda es bastante sencilla; en la práctica nos referimos a una u otra cosa indistintamente.
El espectro visible
Generación de las ondas electromagnéticas Mas allá de las que nosotros generamos en los dispositivos que dimos como ejemplo, todos los cuerpos generan ondas electromagnéticas continuamente y en cantidades enormes, tan enormes que es prácticamente imposible encontrar una OEM sola, por ejemplo, cuando iluminamos con una linterna, lo que se genera es un haz de OEMs que se propaga hasta llegar al objeto que estamos iluminando. De aquí en mas usaremos el nombre de "radiación electromagnética" o mas simplemente "radiación" para referirnos a un haz. Los mecanismos por los que se genera la radiación son variados, y pueden ocurrir como resultado de flujos de corriente eléctrica, o por procesos a niveles moleculares, atómicos, e inclusive de núcleos atómicos; y las frecuencias dependen de la temperatura a la que se encuentra el cuerpo que la emite. Esto nos permite por ejemplo conocer la temperatura de una estrella analizando la radiación que nos llega de ella. A nuestro efecto, nos interesa recordar lo siguiente: a) Un cuerpo que está a una cierta temperatura "T", emite un haz contínuo con frecuencias variadas, pero alrrededor de una frecuencia central donde se emite la mayor parte de la radiación (ley de Plank). La distribución de la cantidad de radiación emitida por un cuerpo teórico a 5900 grados K en función de la longitud de onda tiene el siguiente aspecto:
b) La frecuencia correspondiente a la máxima radiación es mayor (menor longitud de onda) cuando mayor sea la temperatura del emisor (ley de Wien) c) La energía del haz emitido es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura (ley de Stefan Boltzman). En el siguiente gráfico, la energía total emitida está representada por el área debajo de la curva.
Es útil recordar también que el Sol es el emisor de la mayor parte de la radiación que llega a la tierra, que tiene una temperatura media de unos 6000 grados Kelvin (aprox 5700 grados centígrados), y que su mayor emisión se produce en la frecuencia correspondiente al amarillo. Del Sol nos llega radiación en todas las frecuencias correspondientes al espectro visible, y gran parte del ultravioleta y del infrarrojo. La siguiente es la curva de la radiación solar que llega a la atmósfera de la tierra.
Interacción de las ondas con la materia Cuando un haz de radiación incide sobre la superficie de un objeto, pueden ocurrir tres fenómenos: a) Que atraviese al objeto, como la luz con el vidrio. La "transmitancia" es el porcentaje de energía incidente que es transmitida a través del cuerpo. b) Que sea absorbido por el objeto. La "absorbancia" es el porcentaje de energía incidente que es absorbida por el cuerpo. c) Que sea reflejada por la superficie, como es el caso de la luz en un espejo. La "reflectancia" es el porcentaje de energía incidente que es reflejada por el cuerpo. Que se de uno u otro de estos fenómenos depende de la frecuencia y de las características del cuerpo sobre el que incide la radiación. Sin embargo, en la mayoría de los casos se da una combinación de los tres fenómenos, y esto es así porque como vimos la frecuencia de un haz no es única, y por otra parte un objeto real no es homogéneo. Esto es importante desde el punto de vista de la teledetección, porque nos permite inferir algunas características de un cuerpo mediante el análisis de la cantidad y características de la radiación reflejada por él. La suma de los tres porcentajes debe dar el 100 %.
Energía reflejada, absorbida y transmitida P: La próxima vez que haga una barbacoa puede aprovechar para realizar un experimento. Si Ud. pone el dorso de su mano a una distancia prudencial al costado de las brasas notará el calor, esto se debe a los rayos infrarrojos que se generan en la brasa, viajan hasta su mano y son absorbidos por su piel. Ahora, interponga un vidrio entre su mano y las brasas. ¿Que conclusiones puede sacar respecto del comportamiento del vidrio respecto de los rayos
infrarrojos?. Si el experimento no funciona no se preocupe, discútalo en el foro, pero habrá tenido un excelente pretexto para hacerse una buena barbacoa. P: El experimento anterior puede ser repetido con otros cuerpos que irradien calor, como una plancha o una estufa de rayos infrarrojos. Es importante que la mano esté al costado y no arriba del cuerpo, para reducir al mínimo el efecto del aire caliente que sube desde el mismo. El gráfico de la radiación del sol que vimos anteriormente corresponde a la energía que llega a la atmósfera, pero no a la que llega a la superficie . En su paso por la atmósfera, la radiación solar es parcialmente absorbida por las moléculas de ciertos compuestos, en las frecuencias que se indican en la siguiente tabla: Símbolo
Compuesto
Long. de onda (nanómetros)
O3
Ozono
entre 300 y 700
H2O
Agua
aprox 750
O2 y H2O
Oxígeno y agua
aprox 780
H2O
Agua
entre 800 y 1200, con picos de mayor absorción en 950 y 1100
H2O y CO2 Agua y dióxido de Carbono
aprox 1400, 1900 y 2600
La siguiente es una curva de la radiación solar que llega a la superficie de la tierra:
P: Superponer ambas curvas de radiación solar (atmósfera y suelo), y explicar las diferencias a partir de la tabla anterior. P: Se sabe que una excesiva exposición a los rayos ultravioletas puede aumentar los casos de cáncer de piel. Con los datos y gráficos anteriores, ¿puede explicar la preocupación de la NASA por la disminución de los niveles de ozono en la atmósfera?.
Reflectancia La energía reflejada es importante porque es portadora de información sobre la superficie en la cuál se reflejó. Esto podemos comprenderlo mejor si lo analizamos con el caso de la luz, que pertenece a nuestra experiencia cotidiana. Supongamos que observamos una flor iluminada por la luz del sol a la cual vemos de color azul; este fenómeno podemos interpretarlo como sigue: el sol emite radiaciones en todo el espectro visible como vimos anteriormente; esta radiación llega a la flor, de la cual una parte es absorbida y otra parte reflejada (en este caso despreciamos la fraccón transmitida); a su vez, parte de la fracción reflejada viaja entre la flor y nosotros y llega a nuestro ojo. Es esta radiación que nos llega la que nos permite saber que la flor está allí. Ahora bien, la fracción reflejada no es la misma para todas las longitudes de onda, en el caso de la flor del ejemplo, refleja una fracción mayor en las frecuencias correspondientes al azul, mientras absorbe mas energía en las demás frecuencias; como consecuencia a nuestro ojo llega mas energía en el azul que en los demás colores, de allí que veamos a la flor de color azul.
Esta característica de reflejar distintas fracciones de la radiación incidente se da no solo en el espectro visible, sino en todo el espectro electromagnético, y depende de las características de la superficie donde se reflejó; es por eso que del análisis de la radiación reflejada y que llega a nosotros podemos inferir cuales son esas características del cuerpo. Particularmente en el caso del visible y del infrarrojo, el comportamiento de reflejar mas en determinadas frecuencias que en otras depende de las características moleculares de los pigmentos presentes en la superficie del objeto. Si esa radiación es la que llega a un satélite después de haberse reflejado en la superficie de la Tierra, de su análisis podremos saber si en el suelo hay vegetación, roca pelada, arena, etc., ya que cada una de estas superficies tiene un comportamiento propio en lo que hace a reflejar mas en determinadas frecuencias que en otras. Como vimos, la "reflectancia" de una superficie, es el porcentaje de energía incidente que esa superficie refleja en una cierta frecuencia.
Características espectrales Este comportamiento propio podemos estudiarlo en el laboratorio, para ello podemos hacer incidir un haz de radiación de una frecuencia determinada, y medir la cantidad de energía reflejada, luego repetimos la medición con otra frecuencia, y así sucesivamente hasta completar una cierta región del espectro electromagnético que nos interese; como vimos, en nuestro caso nos interesa el visible y el infrarrojo. Una vez que hayamos hecho todas las mediciones, podremos contruir una tabla con las frecuencias (o longitudes de onda) y las reflectancias correspondientes. El siguiente es un ejemplo de una tabla de reflectancias para un hoja sana de un árbol determinado: Longitud de onda (nanómetros) 400 500 550 600 700 750 800 1000 1200 1300 1400 1500
Reflectancia (%) 5 12 17 10 15 35 40 40 38 30 17 20
1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2400 2500
27 30 22 7 8 11 18 5 2
Con estos datos podemos construir un gráfico poniendo las longitudes de onda en el eje de abscisas (x) y las reflectancias en el de ordenadas (y); en el mismo marcamos cada medición con un punto, y luego unimos los puntos sucesivos mediante una línea; en nuestro ejemplo el gráfico quedará como sigue:
A este gráfico se lo suele denominar "curva de características espectrales" o también "firma espectral" ya que es propio de cada superficie. P: Cuando se midieron las reflectancias para la misma hoja después de secarse se obtuvo la siguiente tabla: Longitud de onda (nanómetros) 400 500 550 600 700 750
Reflectancia (%) 10 25 30 35 40 50
800 1000 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2400 2500
55 56 54 52 42 20 47 50 40 30 33 35 40 30 25
construir el gráfico correspondiente en el siguiente par de ejes:
P: Comparemos el gráfico de la hoja seca con el de la hoja sana, anotemos las principales diferencias.
P: Tenemos los siguientes tres valores de reflectancia medidos para una hoja del mismo árbol: Longitud de onda (nanómetros) 500 1000 1300
Reflectancia (%) 20 48 50
¿diría Ud. que se trata de una hoja sana o seca?
Como vemos, el conocimiento de las reflectancias en algunas longitudes de onda nos permite identificar una hoja sana de otra seca. Si estudiamos las curvas desde el punto de vista teórico podemos comprender mejor porqué tienen esas formas y así hacer un análisis más fino. Observemos la curva de la hoja sana en la parte correspondiente al visible. En la misma vemos que la reflectancia es baja en las longitudes de onda correspondientes a los extremos (violeta/azul y naranja/rojo), y mayor en el centro (verde), ¡y por ello vemos a las plantas de color verde!. Este comportamiento se debe a la clorofila, un pigmento natural que se encuentra en casi todos los vegetales sanos. Los vegetales con alto contenido de otro pigmento llamado caroteno tienen una mayor reflectancia en el extremo de mayores longitudes de onda (correspondientes al rojo). Si observamos la firma en el IR, vemos que la reflectancia crece dramáticamente (si nuestros ojos pudieran captarla nos enceguecería), para luego descender, con dos "picos" en las longitudes de onda de 1700 y 2200 nanómetros. La explicación de este comportamiento es un poco mas complicada, pero tiene que ver con la presencia de agua en la estructura esponjosa interna de la hoja. El agua es fuertemente absorbente en determinadas zonas del infrarrojo, la siguiente es una gráfica de absorción del agua:
P: superponer el gráfico de absorción del agua en el IR con el de reflectancia de la hoja sana. Buscar las coincidencias y explicarlas.
P: a la luz de estos últimos conocimientos, podemos reinterpretar las variaciones de la firma espectral a medida que la hoja se va secando. a) ¿qué ocurre con el contenido de agua?, b) ¿y con la clorofila?, c) ¿y con los carotenos?. P: Las siguientes tablas corresponden a las reflectancias de distintos suelos desnudos (tierra) con diversos contenidos de humedad. Construir las correspondientes firmas espectrales y explicar las diferencias.
Longitud de onda (nanómetros) 500 700 1000 1200 1300 1400 1500 1800 1900 2000 2200 2500
Reflectancia según % de humedad 1% 10 % 20 % 14 28 45 52 55 54 58 62 59 62 60 58
10 20 33 40 42 35 43 45 30 40 42 32
5 12 20 25 27 20 27 25 15 20 25 20
P: Si Ud. nunca hubiera visto suelos secos y húmedos, y observa la tabla anterior, ¿cuáles diría que se tienen que ver más claros y cuáles más oscuros?, ¿por qué?
El agua tiene baja reflectancia en casi todas las longitudes de onda, en la siguiente tabla se ven los valores de reflectancia del agua limpia de un lago: Longitud de onda (nanómetros) 400 500 600 700 750 > 800
Reflectancia (%) 4 4 5 3 1 0
P: si en el agua crecen algas .... P: Las tablas siguientes corresponden a reflectancias de dos tipos de roca. ¿Qué longitudes de onda elegiría para distinguir una de otra? tabla1 tabla2 P: En un lugar distante, se midieron los siguientes valores de reflectancia para tres objetos desconocidos. ¿Podría Ud. identificarlos usando las tablas y gráficos anteriores? objeto1 objeto2 objeto3 En el último ejercicio hemos utilizado la técnica central de la teledetección, que es distinguir la naturaleza y composición del suelo analizando la reflectancia que tiene en distintas longitudes de onda. Para cada banda, el instrumental del satélite puede estimar estos valores de reflectancia midiendo la cantidad de energía reflejada que llega a sus detectores.
P: Las siguientes tablas corresponden a las reflectancias de distintos suelos desnudos (tierra) con diversos contenidos de humedad. Construir las correspondientes firmas espectrales y explicar las diferencias. Longitud de onda (nanómetros) 500 700 1000 1200 1300 1400 1500 1800 1900 2000 2200 2500
Reflectancia según % de humedad 1% 10 % 20 % 14 28 45 52 55 54 58 62 59 62 60 58
10 20 33 40 42 35 43 45 30 40 42 32
5 12 20 25 27 20 27 25 15 20 25 20
P: Si Ud. nunca hubiera visto suelos secos y húmedos, y observa la tabla anterior, ¿cuáles diría que se tienen que ver mas claros y cuáles mas oscuros?, ¿por qué?
El agua tiene baja reflectancia en casi todas las longitudes de onda, en la siguiente tabla se ven los valores de reflectancia del agua limpia de un lago: Longitud de onda (nanómetros) 400 500 600 700 750 > 800
Reflectancia (%) 4 4 5 3 1 0
En los cursos de agua, -particularmente en los de llanura-, y en los océanos la reflectancia se modifica por la presencia de materiales en suspensión. Los siguientes son valores de reflectancia para un río turbio. Longitud de onda (nanómetros) 400 500 600 700 750 800 900 1000
Reflectancia (%) 4 5 8 8 4 4 2 0
P: construir ambas curvas y compararlas, ¿las diferencias en el espectro visible son las que Ud. esperaba? En el océano, en las zonas bajas y costeras existe una cierta cantidad de algas, con su correspondiente contenido de clorofila. Esto hace que la reflectancia del agua se parezca cada vez mas a la de los vegetales a medida que aumenta la cantidad de algas. La siguiente figura muestra dos curvas para distintos contenidos de clorofila.
P: comparar la gráfica con la porción correspondiente al visible de la curva correspondiente a un vegetal sano. P: Las tablas siguientes corresponden a reflectancias aproximadas de dos tipos de roca. ¿Qué longitudes de onda elegiría para distinguir una de otra? Longitud de onda (nanómetros) 400 500 600 700 800 900 1000
Reflectancia Caliza Arenisca 10 8 14 21 24 25 25
8 8 15 19 20 19 18
En este ejemplo vemos como el infrarrojo brinda información para distinguir una roca de otra, que prácticamente se confunden en las longitudes de onda del visible.
P: En un lugar distante, se midieron los siguientes valores de reflectancia para tres superficies desconocidas. ¿Podría Ud. identificarlas usando las tablas y gráficos anteriores? Longitud de onda (nanómetros) 500 700 1000
Reflectancia Superf. 1 Superf. 2 Superf. 3 9 20 24
13 26 43
13 14 42
En el último ejercicio hemos utilizado la técnica central de la teledetección, que es distinguir la naturaleza y composición del suelo analizando la reflectancia que tiene en distintas longitudes
de onda. Para cada banda, el instrumental del satélite puede estimar estos valores de reflectancia midiendo la cantidad de energía reflejada que llega a sus detectores. Como vemos, los valores reales no coinciden exactamente con los obtenidos en el laboratorio, por lo tanto cuando tratamos de distinguir un rasgo lo hacemos buscando los valores más parecidos.
Bibliografía Comisión Nacional de Investigaciones Espaciales: Manual de Sensores Remotos. Buenos Aires. 1980 Chuvieco, E.: Fundamentos de Teledetección Espacial. Ediciones Rialp. Madrid. 1990 Frish, S. y Timoreva, A.: Curso de Física General. Editorial Mir. Moscú. Resnick, R. y Halliday, D.: Física. CECSA. Mexico. 1974
