Una nueva herramienta en línea llamada HydroFlame, desarrollada con el apoyo de la División de Ciencias de la Tierra de la NASA, se basa en datos satelitales, modelos hidrológicos e inteligencia artificial para predecir cómo los incendios forestales podrían afectar los recursos hídricos, desde el agua del grifo hasta los ríos y arroyos donde se pesca. El proyecto se desarrolla en colaboración con la Universidad de Texas en Arlington, la Universidad de Purdue, el Servicio Geológico de Estados Unidos y otros colaboradores.

Por ahora, la herramienta solo incluye datos de la cuenca Clark Fork de Montana, donde se está probando. Sin embargo, se están desarrollando nuevas aplicaciones en California y Utah. Los investigadores pronto comenzarán el trabajo de campo en el condado de Los Ángeles para recopilar datos sobre el terreno y perfeccionar el enfoque predictivo de HydroFlame, un paso importante para expandirlo más allá del sitio piloto.

“A medida que los incendios forestales se intensifican en todo el país, también lo hacen sus efectos en cadena sobre los recursos hídricos regionales”, afirmó Erin Urquhart, directora del programa de recursos hídricos de la NASA en la sede de la NASA en Washington. “HydroFlame podría ayudar a las comunidades estadounidenses a prever lo que se avecina y a prepararse para ello, antes de que un incendio se convierta en una crisis hídrica”.

Ese tipo de previsión es exactamente lo que buscan los funcionarios locales.

“Para quien gestiona una pesquería de trucha o un sistema de suministro de agua potable, saber cuándo un arroyo podría verse inundado de escombros después de un incendio puede marcar la diferencia entre la preparación y una crisis”, afirmó Morgan Valliant, miembro del grupo asesor del proyecto y subdirector de servicios ecosistémicos de Parques y Recreación de Missoula, Montana. “Esta herramienta podría permitirnos pasar de la reacción a la planificación”.

Cuando el fuego transforma la tierra

Tras un incendio forestal, las laderas carbonizadas suelen ser inestables. Al quemarse el manto protector de plantas, la lluvia que antes se filtraba suavemente en el suelo puede precipitarse ladera abajo, enviando cenizas, escombros y sedimentos a ríos y embalses. Esta escorrentía puede provocar inundaciones repentinas y contaminar el agua potable.

Los incendios forestales graves también pueden quemar el suelo y formar una costra hidrófuga. Con una menor absorción, las mismas laderas pueden oscilar entre sequías e inundaciones destructivas, y esos riesgos de escorrentía pueden persistir durante décadas.

HydroFlame, desarrollado por un equipo dirigido por Adnan Rajib en la Universidad de Texas en Arlington, está diseñado para anticipar esos extremos.

"La NASA está constantemente ampliando los límites en la detección y predicción de incendios", dijo Rajib. "Pero aún existe una gran brecha a la hora de traducir esa información sobre incendios en términos de agua. Ahí es donde entra HydroFlame".

La herramienta incluirá tres componentes:

• Un visualizador histórico que mapea los impactos de incendios pasados ​​en el flujo de los arroyos y los sedimentos.
• Un generador de escenarios hipotéticos para simular incendios futuros
• una herramienta predictiva que genera pronósticos semanales utilizando datos satelitales casi en tiempo real como condiciones iniciales

Al identificar un incendio forestal, la herramienta determinará la gravedad de las áreas quemadas en las cuencas hidrográficas y registrará los cambios en la vegetación, la humedad del suelo y la evapotranspiración, o la liberación de agua del suelo y las plantas a la atmósfera. HydroFlame utiliza datos de misiones e instrumentos satelitales, como MODIS (Espectrorradiómetro de Imágenes de Resolución Moderada), Landsat y SMAP (Sistema Activo Pasivo de Humedad del Suelo).

Estas observaciones, combinadas con los registros de caudales de ríos aforados, alimentan las simulaciones de posibles cambios en el caudal y la calidad del agua provocados por incendios. Un componente de aprendizaje automático compensará la ausencia de aforadores, lo que permitirá predecir los impactos con hasta dos semanas de antelación.

El visualizador histórico, de acceso público, permite a los usuarios explorar cómo los incendios anteriores alteraron el caudal y los niveles de sedimentos en la cuenca. Los demás componentes aún están en desarrollo: se espera que el prototipo de la herramienta de creación de escenarios hipotéticos se lance en diciembre de 2025, y la versión completa está prevista para mayo de 2026.

La capacidad de HydroFlame para capturar factores que se combinan (la sequía antes de un incendio, las inundaciones después) y simular sus efectos en cascada en los sistemas hídricos es lo que lo diferencia de otras herramientas, afirmó Rajib. "Muchos modelos tradicionales tratan cada incendio como un caso aislado", añadió. "HydroFlame analiza el panorama general".

Igualmente importante es que la herramienta está diseñada para personas que no son expertas en datos satelitales.

“Es un punto de partida práctico para la planificación de escenarios”, afirmó Kelly Luis, directora asociada del programa de recursos hídricos de la NASA y científica de ecosistemas acuáticos del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. La función hipotética de la herramienta, explicó, permitirá a los administradores de agua, urbanistas y otros funcionarios aplicar sus conocimientos locales. Por ejemplo, podrían identificar los ríos y arroyos más importantes para el suministro de agua de una ciudad. “Ese tipo de conocimiento es esencial para desarrollar soluciones con base científica y relevancia local”.

Para las organizaciones de cuencas hidrográficas o las agencias locales y estatales con personal y recursos limitados, esa facilidad de uso es crucial: ahorra tiempo y esfuerzo y ayuda a mantener bajos los costos.

“Estos grupos necesitan métodos holísticos para comprender los posibles impactos de los incendios en sus ríos y arroyos y planificar, sin tener que recurrir siempre a alguien externo”, afirmó Amy Seaman, directora ejecutiva del Consejo de Coordinación de Cuencas Hidrográficas de Montana. Seaman colabora con organizaciones comunitarias de cuencas hidrográficas en todo Montana y también forma parte del grupo asesor del proyecto.

Este esfuerzo es parte de un enfoque más amplio de la NASA para comprender cómo el fuego transforma los sistemas de agua y lo que eso significa para las comunidades estadounidenses.

Un juicio real en Los Ángeles

​El equipo de Rajib puso a prueba las capacidades predictivas de HydroFlame durante los incendios forestales de enero de 2025 en Los Ángeles. Mientras los incendios arrasaban la región, los investigadores realizaron simulaciones de modelos en tiempo real utilizando datos satelitales de la NASA, rastreando los cambios en la vegetación, la humedad del suelo y la gravedad de los incendios prácticamente al instante. A finales de mes, el equipo había generado pronósticos de flujos de lodo y escombros previstos para febrero.

Esas predicciones resultaron ser acertadas. A principios de febrero, se produjeron flujos de lodo en las zonas de Altadena y Sierra Madre en el condado de Los Ángeles, tras el incendio de Eaton. HydroFlame se había ejecutado específicamente para ese incendio y marcó ambos barrios como en riesgo, dijo Rajib.

“No fue un resultado formal ni verificado con datos porque no teníamos sensores terrestres instalados”, dijo Rajib. “Pero fue una validación práctica. El momento y la gravedad de lo que modelamos coincidieron con lo ocurrido”.

El equipo de Rajib colabora actualmente con el JPL de la NASA, la Universidad de California en Merced y el condado de Los Ángeles para probar y expandir formalmente la herramienta en el área de Los Ángeles. El equipo planea comenzar a recopilar datos sobre el terreno a partir del viernes 26 de septiembre. Este trabajo incluirá la instalación de sensores fluviales para medir los niveles de sedimentos en los arroyos del condado durante la temporada de lluvias de California y la integración de esos datos en la herramienta, un paso hacia la creación de un sistema de alerta temprana.

HydroFlame invita a aquellos interesados ​​en la herramienta a compartir sus ideas y comentarios, y a participar, a través de un formulario web disponible en la página Explorar herramientas del proyecto.

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