Kakhovka Dam Flooding Detection In Ukraine For PEJ
La presa y el embalse de la central hidroeléctrica de Kajovka han desempeñado un papel vital en el sur de Ucrania desde la década de 1950. La presa proporcionaba electricidad, riego para la agricultura y agua potable para muchos asentamientos. Además, el embalse mantenía un rico ecosistema y estaba incluido en la Red Mundial de Reservas de la Biosfera de la UNESCO. La presa fue destruida el 6 de junio de 2023 y sus 18 km cúbicos de agua inundaron las zonas circundantes.
Project Expedite Justice (PEJ), una organización sin ánimo de lucro con sede en Estados Unidos, recurrió a EOS Data Analytics (EOSDA), proveedor mundial de análisis de imágenes de satélite impulsados mediante IA, para calcular las consecuencias de la destrucción de la presa y ayudarles a preparar un informe único para presentarlo a las autoridades jurídicas internacionales. Siga leyendo para saber cómo se desarrolló el proceso y los resultados de la investigación.
| Problema | La inundación que siguió a la explosión de la presa de Kajovka trastornó ecosistemas enteros, pero era difícil calcular su impacto exacto. Project Expedite Justice recurrió a EOSDA para calcular la superficie inundada. |
| Solución | El equipo científico de EOSDA utilizó máscaras NDWI en imágenes de satélite ópticas y de radar en el intervalo de fechas específico (del 5 de junio al 28 de agosto de 2023), el día anterior y los meses posteriores a la destrucción de la presa. |
| Resultado | Se calculó el área inundada y PEJ utilizó los resultados en su informe presentado a la Corte Penal Internacional. |
Descripción: Explosión De La Presa De Kajovka E Inundación De Las Zonas Circundantes
La presa de Kajovka, cerca de la ciudad de Nova Kajovka, en la región de Kherson, albergaba uno de los mayores depósitos de agua de Ucrania. La presa, de unos 30 metros de altura y 3,2 kilómetros de longitud, contenía 18 kilómetros cúbicos de agua. Proporcionaba agua de riego a las tierras agrícolas del sur de Ucrania, capacidad de refrigeración a la central nuclear de Zaporiyia y agua para uso doméstico a miles de civiles.
El 6 de junio de 2023, las fuerzas rusas hicieron explotar la presa de Kajovka. La sección rota medía aproximadamente 85 metros de longitud. Dos días después de la rotura, el nivel medio de las inundaciones en la región de Kherson río abajo alcanzó los 5,61 metros (18,4 pies).
Esta tragedia provocó la inundación de muchas viviendas, tierras agrícolas, ganado y todos los medios de subsistencia de la zona. Las organizaciones internacionales se volcaron tras este acontecimiento, ayudando a los civiles y evaluando los daños. Entre ellas se encuentra Project Expedite Justice, una organización sin ánimo de lucro con sede en Estados Unidos. Su misión es empoderar a las víctimas de atrocidades masivas y graves abusos contra los derechos humanos para que encuentren justicia a través de todos los mecanismos legales disponibles. Desde abril de 2022, PEJ ha trabajado para garantizar la rendición de cuentas por las acciones rusas en Ucrania. La organización ha documentado crímenes y daños internacionales en toda Ucrania.
PEJ recurrió a EOSDA para evaluar las consecuencias de la destrucción de la presa de Kajovka en el curso de la preparación de un documento único: “SUBMERGED: Study of the Destruction of the Kakhovka Dam and Its Impacts on Ecosystems, Agrarians, Other Civilians, and International Justice”. El objetivo de EOSDA en el proyecto era detectar y visualizar la inundación causada por la destrucción de la presa de Kajovka basándose en tecnología de teledetección y utilizando las imágenes de satélite ópticas y de radar disponibles.
El informe analiza el impacto de la destrucción de la presa y las consecuencias para las personas y la industria agrícola, incluidos los daños ecológicos a corto y largo plazo. Parte del informe detalla la investigación de PEJ sobre cómo se produjo la detonación y una evaluación jurídica de las acciones. PEJ presentó el informe y sus anexos al fiscal de la Corte Penal Internacional y a los fiscales ucranianos para que estudiaran el caso.
El informe contiene numerosas visualizaciones. EOSDA proporciona información visual presente en el apéndice y parcialmente en el texto principal. Las visualizaciones y los cálculos se utilizan para demostrar de forma visual las inundaciones y el drenaje y, en segundo lugar, para mostrar las pérdidas del sector agrícola en esta región basándose en los cálculos del análisis agrícola de PEJ. Los datos en bruto a veces pueden decir más que cualquier sentimiento.
Problema: Impacto Y Consecuencias De La Inundación Tras La Destrucción De La Presa De Kajovka
Los ucranianos se enfrentan a muchos retos ahora que la presa de Kajovka ha dejado de existir. El impacto y consecuencias a largo plazo en el sistema medioambiental y energético se prolongarán durante décadas. Veamos cada uno de ellos con más detalle.
El impacto inmediato y a largo plazo de la explosión de una presa gira principalmente en torno a la propia masa de agua y tiene consecuencias evidentes . Los peligros para la salud, el agua y el saneamiento se basan en el vertido de agua y en el hecho de que el embalse de Kajovka, ahora vacío, servía de fuente de agua para muchas ciudades situadas al norte de la presa. La interrupción del suministro de agua perturbó gravemente tanto a los ciudadanos como a las empresas, dificultando la continuación de sus actividades cotidianas. Muchas personas tuvieron que trasladarse a otras regiones, lo que provocó una crisis de vivienda y la incorporación de desplazados internos.
Las zonas meridionales circundantes sufrieron importantes inundaciones, y las muertes de animales y seres humanos provocaron que esa materia terminase en las masas de agua y el suelo. La explosión de la presa también provocó un vertido de petróleo de la propia central hidroeléctrica, que también contaminó el ecosistema. Los polígonos industriales inundados, los terrenos baldíos y las instalaciones de alcantarillado liberaron todos sus “productos” en el agua. Eso provocó la contaminación de los recursos naturales de todo el país.
Muchos museos y sitios arquitectónicos fueron inundados y destruidos. El impacto cultural es duradero, ya que afecta a toda la historia de la región. Rusia, una vez más, puso en el punto de mira hasta los más pequeños retazos de la identidad ucraniana.
El impacto medioambiental es más sutil y puede provocar cambios duraderos en toda la biodiversidad de la región. Las sustancias peligrosas antes mencionadas contaminaron el río Dnipro y acabaron en el Mar Negro . Los ecosistemas acuáticos están ahora en peligro. Muchos peces no sobrevivieron a la explosión de la presa. La vida acuática es cada vez más escasa, ya que las minas acuáticas y otros objetos militares siguen en el mar.
Los ecosistemas terrestres también se vieron alterados, ya que parte del agua liberada por la presa inundó ciertas zonas, provocando la muerte o el desplazamiento repentino de la fauna. Otra amenaza para los animales y las personas son las minas terrestres situadas cerca de la zona de guerra y que pueden quedar expuestas debido a la erosión del terreno inundado.
Sin embargo, las consecuencias agrícolas a largo plazo no sólo afectarán a Ucrania. A menudo se hace referencia a Ucrania como “el granero de Europa” y del mundo, la puesta en peligro de sus tierras agrícolas supone riesgos significativos para todos los que dependen de sus cultivos. Las tierras inundadas ya no son cultivables y se necesitará mucho tiempo para recuperarlas. Las zonas sumergidas son ahora inaccesibles. Además, no hay forma de regar las tierras que quedan por encima del agua. Desde la década de 1950, la presa de Kajovka ha transformado las estepas históricamente cálidas, parajes desiertos con fauna acostumbrada a estaciones relativamente cálidas y fuertes vientos, en tierras agrícolas . Actualmente, ese sistema ya no funciona.
El impacto en el sistema energético es aún más difícil de calcular, ya que la presa suministraba electricidad a 20.000 hogares y garantizaba el funcionamiento de la central nuclear de Zaporiyia y de la central hidroeléctrica y eléctrica de Kherson, que abastecen a otros 140.000 usuarios o más. La estructura hidráulica de la presa suponía una producción anual de electricidad de 1.400 millones de kWh . Era una importante fuente de energía, y la estabilidad del sistema energético ucraniano corre ahora el grave peligro de desmoronarse.
El impacto del derrumbe de la presa de Kajovka es demasiado grande para verlo desde tierra, por lo que la monitorización por satélite puede resultar muy útil. Aquí es donde PEJ pidió a EOS Data Analytics que contribuyera y calculara la zona inundada. A partir de los datos proporcionados por EOSDA, los expertos dieron un pronóstico aproximado de la situación ecológica de la zona inundada por la destrucción de la presa para los próximos cinco años. El informe también sirvió para estimar las pérdidas sufridas por el sector agrícola.
Nuestro objetivo era documentar, evaluar y mostrar el impacto inmediato del colapso de la presa, presentar pruebas suficientes para demostrar que el ataque fue deliberado y compartir las opiniones de los expertos para cubrir las diferentes consecuencias para el medioambiente y la población civil. Cuando las catástrofes medioambientales se producen a causa de ataques deliberados de una parte en conflicto y causan daños generalizados, duraderos y graves al entorno natural, debe evaluarse la proporcionalidad de los daños con respecto a la ventaja militar prevista. Si este daño es excesivo, el ataque debe tipificarse y enjuiciarse como crimen de guerra.
Solución: Máscaras NDWI En Imágenes De Satélite Ópticas Y De Radar
En este proyecto personalizado, el equipo científico de EOSDA necesitaba visualizar distintos momentos de la inundación en torno al cauce del río Dnipro, parte de su afluente y el río Ingulets. Utilizaron las imágenes de fuentes abiertas para un intervalo de fechas concreto: del 5 de junio al 28 de agosto de 2023. A continuación, analizaron las fotos y calcularon el área de inundación espacial (geométrica) de la zona situada bajo la presa de Kajovka en diferentes fases del movimiento del agua.
El equipo utilizó imágenes en color natural de Sentinel-2. Las imágenes ópticas tomadas en días despejados durante el intervalo de fechas especificado necesitaron ligeros ajustes mediante corrección atmosférica. Este proceso consiste en transformar los datos brutos del satélite para reducir el ruido atmosférico y mejorar la claridad, facilitando así la interpretación de las imágenes.
Para las fechas con altos niveles de nubosidad, se utilizaron imágenes de radar de apertura sintética (SAR) de Sentinel-1. El equipo utilizó la función Speckle para eliminar el ruido electromagnético disperso por distintas superficies y dar nitidez a los objetos. Una vez reducido todo el ruido, el equipo obtuvo el conjunto de imágenes más nítidas para calcular la zona inundada
A continuación, el equipo científico aplicó una “máscara” sobre las imágenes. El índice NDWI (Índice de Agua de Diferencia Normalizada) fue elegido para detectar la superficie de las masas de agua. Este índice permite distinguir las masas de agua de otras superficies. El suelo y la vegetación no son visibles dentro de esta máscara, lo que la convierte en una solución perfecta para determinar inundaciones, sequías y otros cambios en el agua. El equipo utilizó el conjunto de herramientas QGIS para calcular las zonas inundables. Cada nueva imagen con la máscara NDWI se comparó con la imagen de la fecha anterior a la explosión para ver la diferencia. Se excluyeron del análisis todas las masas de agua no afectadas por la inundación, de modo que sólo se analizaron los ríos Dnipro e Ingulets.
Este proyecto no resultó muy complicado para el equipo, pues ya habían realizado un análisis similar en el norte de Kazajistán, donde era necesario predecir las inundaciones de primavera. Sin embargo, seguía siendo un poco diferente en cuanto a la nubosidad constante.
Durante estos periodos de nubosidad, necesitábamos encontrar una imagen con cobertura total para completar los cálculos. Para superar ese factor, tuvimos que utilizar una metodología adicional para detectarla también en las imágenes SAR. Las máscaras de agua en las imágenes ópticas y SAR difieren, por lo que fue un reto ponerlo todo en marcha.
También fue bastante difícil encontrar imágenes de alta resolución. Las necesitábamos para ver zonas concretas con más detalle, como eran las áreas de interés (AOI) y las zonas más inundadas cerca de la presa. Fue una tarea un tanto complicada porque había nubes. Por eso fue necesario seleccionar imágenes de buena calidad y procesarlas.
Resultado: Calculada La Superficie Inundada
El proyecto se completó en un plazo de cuatro a seis semanas, tres o cuatro de las cuales se dedicaron a la parte técnica: procesamiento de imágenes en bruto y cálculos. Después hubo que hacer correcciones y crear informes para satisfacer las exigencias del cliente. Aun con todo, todo el proceso duró menos de dos meses.
Fue un proceso esclarecedor para nosotros. Tras consultar con el equipo de EOSDA, aclaramos nuestros requisitos y desarrollamos una tarea técnica. Trabajando en colaboración y de forma sistemática, pudimos elaborar un informe que satisface perfectamente nuestras necesidades y está listo para ser presentado a los lectores.
En las imágenes se usaron tres máscaras para mostrar los resultados. Se colocaron en varios lugares para que el impacto pudiera verse desde distintos ángulos. La primera parte cubre el lecho del río Dnipro desde la presa de la central hidroeléctrica de Kajovka hasta el Mar Negro. Esta parte de la máscara está situada en el punto más occidental del área de interés (AOI) en dirección al mar. La segunda parte de la máscara cubre la parte del lecho del río Ingulets, que es el afluente del río Dnipro dentro de los límites del área de interés. La tercera parte cubre el lecho del río Dnipro desde Zaporiyia hasta el comienzo de la presa de Kajovka.
La imagen a continuación muestra el área de interés del 5 de junio al 28 de agosto de 2023. La máscara azul NDWI en las imágenes de satélite muestra el movimiento del agua. Es visible la zona inundada más baja de la presa, junto con la disminución del nivel de agua del embalse de Kajovka.
Este no puede considerarse un proyecto más porque se trata de lugares que incluso algunos miembros del equipo pueden haber visto con sus propios ojos antes de la explosión, o como mínimo reconocerlos. En cualquier caso, se trata de una historia sensible y emotiva porque ahora podemos ver en el mapa la escala y el alcance del desastre. En algunas fotos se puede ver cómo casas y calles enteras están bajo el agua, y sólo se ven los tejados de las casas, por no hablar de los campos, otros hogares, etc.
A continuación, puede ver una animación que representa la zona inundada los días 5 y 9 de junio de 2023. La animación muestra el área de la máscara de agua aplicada a las imágenes y la diferencia en la zona inundada. El análisis espacial permitió calcular el alcance geográfico del área de interés. Se puede ver que la zona estaba inundada y en qué medida.
Desarrollo Adicional Del Caso
El informe examina múltiples facetas de la destrucción de la presa, incluidas conclusiones basadas en pruebas sobre posibles crímenes de guerra, dados los cuantiosos daños causados en relación con los nada claros objetivos militares perseguidos. También aborda las consecuencias para la economía y los recursos agrícolas de la región, el impacto medioambiental en los recursos hídricos, la biodiversidad y la salud del suelo, y el coste humano del desastre, que abarca la pérdida de vidas, los desplazamientos forzados y los riesgos para la salud.
En cuanto al proyecto en sí, Project Expedite Justice ya ha presentado su informe en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático de 2023 (COP28 UAE) y en la Asamblea de la Corte Penal Internacional celebrada en Nueva York en 2023. PEJ lo presentó además en otros eventos en 2024. El equipo quiere promocionarlo en más conferencias medioambientales de todo el mundo para que un público más amplio pueda conocer de primera mano el caso de la destrucción de la presa de Kajovka. El 6 de junio de 2023, el mundo vio la crueldad de las fuerzas rusas, pero surgieron muchas dudas sobre quién voló la presa y si los vídeos que aparecieron eran imágenes reales. En la actualidad, las empresas de análisis de imágenes de satélite pueden evaluar los datos en bruto y mostrar los hechos. No hay lugar para la negación tras el análisis de los datos, y el público internacional puede ver por sí mismo los resultados de esta guerra.
Si la Corte Penal Internacional se pronuncia sobre el caso y comunica que necesita más datos, PEJ está dispuesta a prolongar su cooperación con EOS Data Analytics. Aún está por determinar si esto será necesario, pero ambas partes están dispuestas a ello.
Este modelo puede utilizarse ahora de nuevo. Antes, en el norte de Kazajstán, el equipo científico de EOSDA usó un modelo similar. Aquel proyecto era complicado, así que aquí fue un poco más fácil ya que no era la primera vez. El equipo probó el modelo una vez más, haciendo los ajustes oportunos en el proceso. Ahora puede utilizarse con seguridad para cálculos de zonas inundables o cambios en el paisaje y el relieve, así como la desaparición del agua en ríos, estanques y lagos cercanos. Todas esas alteraciones del ecosistema podrían repercutir en la agricultura y las explotaciones adyacentes, por lo que cabría la posibilidad de desarrollar el modelo en esa dirección.
En resumen, no hay límites para su ampliación en proyectos similares.
Acerca del autor:
Kseniia Kunakh cuenta con más de 6 años de experiencia como redactora en diversos campos, como negocios, educación y medios de comunicación. Sus experiencias previas como directora de desarrollo en una ONG ecológica ucraniana y como reclutadora de talento en una empresa tecnológica la convierten en una combinación perfecta de persona apasionada por las innovaciones ecotecnológicas y capaz de comunicar sobre ellas con facilidad.
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