Aplicación de coeficientes de cultivo basados en imágenes satelitales con desfase temporal para estimar la evapotranspiración real mediante el método FAO-56

Por qué importan las antiguas instantáneas satelitales para las granjas de hoy

En regiones secas, cada gota de agua extraída de los acuíferos subterráneos importa tanto para los agricultores como para las poblaciones urbanas. Sin embargo, resulta sorprendentemente difícil saber cuánto agua utilizan realmente los cultivos en una cuenca completa, día tras día. Este estudio explora un atajo práctico: ¿podemos reutilizar información satelital de hace una década, en lugar de procesar constantemente imágenes nuevas, y aun así obtener estimaciones fiables del consumo de agua de los cultivos en la actualidad?

Observar los campos sedientos desde el espacio

Las plantas pierden agua al aire mientras crecen, un proceso conocido simplemente como “uso de agua” o, más técnicamente, evapotranspiración. Medir este uso de agua de forma directa requiere equipos costosos que registran el intercambio de energía y humedad sobre los cultivos. Ese equipo funciona para parcelas experimentales, pero no para vastas regiones agrícolas con cultivos mixtos. Los satélites ofrecen una solución: capturan patrones de luz y calor de la superficie terrestre que pueden usarse para estimar el uso de agua de los cultivos en grandes áreas. El reto es que convertir estas imágenes en cifras de consumo de agua suele exigir cálculos intensivos, experiencia especializada y actualizaciones frecuentes.

Una receta simple usando datos antiguos y nuevos

El investigador se centró en la cuenca de Neishaboor, en el noreste de Irán, un área árida a semiárida donde aproximadamente la mitad de la tierra está cultivada y el agua subterránea se explota intensamente para riego. La idea clave fue tratar un año anterior, 2009, como una “instantánea de entrenamiento” detallada. Primero, las imágenes satelitales de ese año se combinaron con un método de balance energético bien probado, llamado SEBAL, para estimar el uso diario de agua por cultivo en cada píxel. Al mismo tiempo, se usaron los datos meteorológicos estándar de una estación local en el enfoque guía de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (conocido como FAO-56) para calcular cuánto agua usaría un cultivo de referencia en condiciones ideales.

Convertir imágenes en firmas de cultivo reutilizables

Al dividir el uso de agua basado en satélite entre el uso de agua de referencia para 2009, el estudio generó mapas de “coeficientes de cultivo”: números sencillos que describen cuán sedientos son los cultivos reales en comparación con la planta de referencia ideal en cada ubicación. Estos coeficientes capturan la influencia del tipo de cultivo, la etapa de crecimiento y la gestión local en una forma compacta. El paso audaz en este trabajo fue asumir que estos coeficientes a nivel de píxel de 2009 aún podrían ser útiles diez años después. En 2019, en lugar de reprocesar imágenes satelitales nuevas, el investigador tomó registros meteorológicos ordinarios para cada mes y los multiplicó por los coeficientes antiguos para estimar el uso diario actual de agua por cultivo en los mismos meses. Estas estimaciones se cotejaron después con cálculos SEBAL satelitales de 2019, tratados como referencia.

¿Qué tan cercanas fueron las estimaciones?

La comparación se realizó para diez subcuencas elegidas en la cuenca, mayormente donde se concentra la agricultura de riego. De abril a octubre de 2019, la diferencia media entre el nuevo método abreviado y los cálculos satelitales de referencia generalmente se situó entre aproximadamente medio milímetro y un mil setecientos cincuenta milímetros (nota: verificar unidades) de agua por día. Los errores tendieron a ser menores en los meses de riego máximo, cuando los campos estaban totalmente verdes y bien regados, y algo mayores a principios de primavera. Al examinar los errores en días de bajo, medio y alto uso de agua, el método no mostró una fuerte tendencia a sobrestimar ni a subestimar de forma sistemática, lo cual es atractivo para la contabilidad hídrica a largo plazo.

Límites de confiar en el pasado

El estudio también destaca cuándo este atajo puede fallar. El mayor riesgo proviene de cambios en el uso del suelo y en los patrones de cultivo entre los años “antiguo” y “nuevo”. Si los agricultores cambian de trigo a huertos, amplían o reducen las áreas regadas, o alteran los calendarios de riego, los coeficientes de cultivo de hace una década pueden quedar obsoletos e introducir error adicional. Cambios en el clima —como años más húmedos o más secos— y en la gestión de los campos también pueden afectar la representatividad de los coeficientes antiguos respecto a las condiciones actuales. El autor sugiere que acortar la brecha temporal, por ejemplo usando imágenes de solo unos años antes, y un mejor seguimiento de los cambios en el uso del suelo probablemente mejorarían los resultados.

Qué significa esto para la gestión del agua

Para los gestores del agua que trabajan en regiones con pocos datos y propensas a la sequía, estos hallazgos son alentadores. Indican que, cuando el procesamiento satelital actualizado no es factible, las firmas de cultivo derivadas previamente aún pueden proporcionar estimaciones razonablemente precisas del consumo de agua de las explotaciones agrícolas en una cuenca. El enfoque simplifica la carga de trabajo al transformar una tarea compleja y dependiente de imágenes en un cálculo más directo impulsado por datos meteorológicos rutinarios. Aunque no puede reemplazar la monitorización detallada en todas partes, y depende de vigilar la evolución de los patrones de cultivo, este método ofrece una herramienta práctica para apoyar decisiones sobre riego, bombeo de aguas subterráneas y planificación hídrica a largo plazo.

Cita: Moazenzadeh, R. Application of time-lagged satellite image-based crop coefficients for estimating actual evapotranspiration through FAO-56 method. Sci Rep 16, 6859 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38365-2

Palabras clave: evapotranspiración, teledetección, uso de agua por cultivos, gestión de aguas subterráneas, agricultura semiárida