Lidar

¿Qué es el lidar?

El lidar (acrónimo de Light Detection and Ranging) es una tecnología de teledetección que utiliza pulsos de luz láser para explorar la atmósfera. Al analizar la intensidad, la longitud de onda y el tiempo de retorno de la luz retrodispersada por moléculas, aerosoles y partículas nubosas, el lidar construye perfiles verticales detallados de la composición y estructura atmosférica.

A diferencia del radar, que usa microondas, el lidar opera en el espectro visible o infrarrojo cercano, lo que le confiere una resolución espacial muy superior (metros frente a cientos de metros) pero un alcance más limitado y mayor sensibilidad a la atenuación por nubes densas.

¿Cómo funciona?

El sistema lidar básico consta de un láser emisor, un telescopio receptor y un sistema de detección y procesado. Existen varios tipos según la propiedad atmosférica que miden:

• Lidar de retrodispersión elástica (Mie/Rayleigh): mide la intensidad de la luz retrodispersada sin cambio de longitud de onda. Detecta aerosoles (polvo, humo, contaminación), capas nubosas y la altura de la capa de mezcla atmosférica. Es el tipo más común y sencillo.
• Lidar Raman: analiza la luz dispersada con cambio de longitud de onda (efecto Raman) por moléculas específicas como nitrógeno, vapor de agua u ozono. Permite medir perfiles de humedad y temperatura con gran precisión.
• Lidar Doppler (lidar de viento): mide el desplazamiento Doppler de la señal retrodispersada por aerosoles en movimiento, obteniendo la velocidad del viento a lo largo del haz. Fundamental para estudios de turbulencia y recursos eólicos.
• Lidar diferencial de absorción (DIAL): emite en dos longitudes de onda, una absorbida por un gas concreto y otra no. La diferencia de señal permite medir la concentración de ese gas (ozono, vapor de agua, contaminantes).

Los lidar pueden ser terrestres (fijos o móviles), aerotransportados (en aviones) o espaciales (como CALIPSO de NASA/CNES y Aeolus de ESA).

¿Por qué es importante?

El lidar proporciona información atmosférica que ningún otro instrumento puede ofrecer con la misma resolución vertical y temporal. Es especialmente valioso para la detección de capas de aerosoles (polvo sahariano, cenizas volcánicas, humo de incendios), la medición del viento en altura y el estudio de la capa límite planetaria. La misión Aeolus de la ESA demostró que los perfiles de viento por lidar mejoran significativamente los modelos numéricos.

Ejemplos prácticos

• Seguridad aérea y cenizas volcánicas: tras la erupción del Eyjafjallajökull (2010), las redes de lidar europeas fueron cruciales para rastrear la nube de cenizas y determinar cuándo era seguro volar. Los lidar detectan capas de ceniza invisibles al ojo.
• Calidad del aire: los lidar urbanos miden la altura de la capa de mezcla y la distribución vertical de contaminantes, datos esenciales para los modelos de calidad del aire y la gestión de episodios de contaminación.
• Energía eólica: los lidar Doppler se instalan en parques eólicos para medir el perfil de viento frente a los aerogeneradores, optimizando su rendimiento y detectando turbulencia.