Translated by: Isabel Zetina

¿Alguna vez se han preguntado si en la tienda hay alimentos suficientes para todos los habitantes de su comunidad? Si frecuenta una tienda de comestibles o un mercado, probablemente no. Todos los domingos voy al supermercado con una lista de los alimentos que necesitaré para la semana y sin un plan de contingencia sobre qué hacer si no hay suficientes. Si algo está agotado, me limito a ir al supermercado más cercano. Damos por sentado que siempre dispondremos de ciertos alimentos. Sin embargo, muchas personas no tienen el lujo de contar con una fuente fiable de alimentos. En 2020, el 34,8% de la población de América Latina, el 55,5% de la población de África, el 23,6% de la población de Asia, el 12,9% de la población de Oceanía y el 8% de la población de América del Norte y Europa sufrirán inseguridad alimentaria moderada o grave (FAO, 2020). En América Latina, África y Asia, estas cifras son superiores a las de años anteriores: en 2015, solo el 27,9 %, el 48,8 % y el 19% de la población experimentaron inseguridad alimentaria, respectivamente (FAO, 2020). A medida que la población mundial sigue creciendo y el cambio climático continúa desafiando los sistemas alimentarios e hídricos, es posible que más personas ya no puedan dar por sentado la seguridad alimentaria. Sin embargo, ahora disponemos de una nueva tecnología basada en el espacio que combate la inseguridad alimentaria.

En la era del cambio climático antropogénico, garantizar la productividad agrícola y la producción sostenible de alimentos se ha convertido en un reto para los sistemas agrícolas. En consecuencia, proteger la seguridad alimentaria es un problema en desarrollo. La Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) afirma que:

"existe seguridad alimentaria cuando todas las personas tienen en todo momento acceso físico y económico a suficientes alimentos seguros y nutritivos para satisfacer sus necesidades alimenticias y sus preferencias en cuanto a los alimentos a fin de llevar una vida activa y sana" -FAO en la Cumbre Mundial sobre la Alimentación (1996).

Hasta 2015, el mundo avanzaba hacia la mejora de la seguridad alimentaria y el cumplimiento del segundo Objetivo de Desarrollo Sostenible (ODS), que busca acabar con el hambre en el mundo. Sin embargo, si continúa la reciente tendencia del aumento de las tasas de inseguridad alimentaria, 840 millones de personas padecerán hambre crónica en 2030 (PMA, 2020) (Figura 1). Entre otras cosas, el cambio climático es uno de los principales impulsores de la inseguridad alimentaria debido a su efecto sobre el rendimiento de los cultivos. Por ejemplo, entre 1964 y 2007, las sequías y el calor extremo redujeron el rendimiento mundial de los cereales en un 10% (Lesk, 2016). En su informe de 2020 sobre el estado de la seguridad alimentaria en el mundo, la FAO y sus colaboradores identificaron la variabilidad y los extremos climáticos como uno de los principales impulsores de la inseguridad alimentaria (Figura 2).

Un entorno estresante, como temperaturas muy cálidas o condiciones de sequía, afecta al funcionamiento de las plantas. Las temperaturas más cálidas y/o la falta de agua disponible obligan a las plantas a reducir o detener sus procesos de crecimiento para conservar el agua y poder sobrevivir, lo que disminuye su productividad. La pérdida de productividad de las plantas se traduce en una reducción del rendimiento de los cultivos (Farooq, 2009). La evapotranspiración (ET) puede ser un indicador útil de las condiciones de estrés. Dado que vincula el agua con las plantas, la ET puede proporcionar información sobre el estrés hídrico y sobre cómo está respondiendo la biosfera terrestre al cambio climático (Fischer, 2017). Por lo tanto, el seguimiento de los cambios en la ET proporciona información valiosa para una gestión más eficaz de los cultivos y del agua. 

Monitorización de cultivos desde el espacio

Un satélite lanzado recientemente es una nueva tecnología prometedora para vigilar las condiciones de los cultivos y proteger la seguridad alimentaria desde el espacio. La misión Experimento del Radiómetro Térmico Espacial de Ecosistemas en la Estación Espacial (siglas ECOSTRESS en inglés) pretende averiguar si es posible reducir la vulnerabilidad de la agricultura mediante una vigilancia avanzada del consumo agrícola de agua y una mejor estimación de la sequía. Mediante un radiómetro térmico acoplado a la Estación Espacial Internacional (ISS), ECOSTRESS mide la energía térmica (también conocida como calor) procedente de la Tierra, que luego se utiliza para calcular la ET, el estrés hídrico y los mapas de eficiencia en el uso del agua. Con un tiempo de revisita de cada 3-5 días, ahora podemos ver cómo van los cultivos a escala sub-semanal.

ECOSTRESS (siglas en inglés para Experimento del Radiómetro Térmico Espacial de Ecosistemas en la Estación Espacial) proporciona un conjunto de datos únicos por su trayectoria orbital y su tecnología. Ofrece una cobertura mundial a la escala de un campo de cultivo (~70 m de resolución) y, al estar en la ISS (estación espacial internacional), proporciona datos a distintas horas del día en cada sobrevuelo. Muchos otros satélites están en órbita heliosincrónica, lo que significa que siempre sobrevuelan el mismo punto geográfico de la Tierra aproximadamente a la misma hora del día. Con ECOSTRESS, ahora podemos ver cómo responden las plantas a las distintas condiciones en diferentes momentos del día y del año.

El ser humano ayuda a los cultivos a adaptarse a los cambios de las condiciones ambientales si dispone de la información adecuada. Con la frecuencia temporal y la escala espacial de ECOSTRESS, es lo suficientemente oportuna y a la escala adecuada (es decir, da información a una escala lo suficientemente pequeña) como para que los agricultores puedan utilizar los datos para tomar decisiones informadas sobre el riego. Véase en la Figura 3 el nivel de detalle que proporciona una imagen de ECOSTRESS. Cuando las plantas "transpiran" (la parte T de la ET), se enfrían. Aunque también es una función de la disponibilidad de agua, las temperaturas más elevadas de las plantas suelen significar que éstas están experimentando más estrés. Por lo tanto, al medir el calor, ECOSTRESS proporciona un conjunto de datos para comprender mejor cuánta agua necesitan las plantas y cuándo. Muchos de los demás satélites en órbita sólo proporcionan información sobre el estrés de las plantas cuando éstas están visiblemente marrones. Para entonces, ya es demasiado tarde para hacer algo. Con ECOSTRESS, los agricultores pueden ver ahora la lenta aparición de la sequía o el estrés hídrico que sufren los cultivos y prepararse para la disminución del rendimiento o mitigar proactivamente las pérdidas regando más. ECOSTRESS es una herramienta que puede ayudar a mantener la productividad y el rendimiento de los cultivos sin desperdiciar agua innecesariamente. 
Aunque solo se lanzó en junio de 2018, los agricultores ya han empezado a integrar ECOSTRESS en su toma de decisiones sobre precisión de riego. Mediante la utilización de los datos de ECOSTRESS en aplicaciones diseñadas para ayudar a los agricultores a regar sus campos solo con la cantidad de agua necesaria, algunas empresas están tratando de maximizar el uso del agua y el rendimiento de los cultivos (NASA JPL, s.f.).

Un grupo patrocinado por la Agencia Espacial Europea -Food Security TEP- también utiliza ECOSTRESS para proteger la seguridad alimentaria. Su objetivo es ayudar a los pequeños agricultores y a los organismos internacionales a ser más resistentes a las condiciones climáticas inestables y, en última instancia, apoyar una agricultura eficiente y sostenible.

Aunque el cambio climático seguirá siendo un reto para el sistema agrícola mundial a lo largo del siglo XXI, las tecnologías espaciales como ECOSTRESS están facilitando que los seres humanos protejan la seguridad alimentaria y sigan avanzando hacia la consecución del segundo ODS. A pesar de estar a miles de kilómetros de distancia, ECOSTRESS está conectando a los agricultores con sus campos de formas nuevas y únicas, ayudando a garantizar que nuestros alimentos favoritos estén siempre en el supermercado y que la gente de todo el mundo tenga suficiente para comer.

Nota: Este trabajo se ha realizado como empresa privada y no en calidad de empleado del Laboratorio de Propulsión a Chorro del Instituto Tecnológico de California.