Un método novedoso basado en análisis de datos satelitales de series de tiempo para detectar floraciones de algas

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Un método novedoso basado en análisis de datos satelitales de series temporales para detectar floraciones de algas.

En el contexto del convenio de trabajo existente entre la CONAE (Comisión Nacional de Actividades Espaciales) y la Secretaría de Recursos Hídricos de la Provincia de Córdoba, Alba Germán, Lic. en Gestión Ambiental, egresada MAEARTE y estudiante de Doctorado en Geomática y Sistemas Espaciales del Instituto Gulich (CONAE/UNC), realizó su tesis de maestría sobre el desarrollo de herramientas para la detección de floraciones algales en el embalse San Roque, en Villa Carlos Paz, principal fuente de abastecimiento de agua potable de la ciudad de Córdoba. Sus costas son, además, muy visitadas en el verano, por ser la zona una de las principales atracciones turísticas del país. En este marco, monitorear la calidad de su agua y la aparición masiva de algas resulta primordial. Es importante mencionar que la metodología desarrollada puede ser aplicada a otros embalses.

Mapa del embalse de San Roque que muestra la ubicación de los puntos de muestreo, difusores y ríos afluentes.

Los procesos de floraciones algales se dan por un aumento de los nutrientes disponibles, sustento de distintas especies que encuentran condiciones óptimas para su crecimiento exponencial. Esto genera coloraciones en la masa líquida -que se torna verde, marrón y, a veces, azulada- además de olor y sabor desagradables en el agua, aún tratada.

El fenómeno se estudia a través de muestreos periódicos en el lugar, donde se recolectan muestras de agua para medir diversas variables in situ y otras en el laboratorio. A su vez, como las algas interactúan con la luz en el proceso de fotosíntesis, y su presencia modifica el color del agua, es posible detectarlas a través de las imágenes satelitales.

Este sensado remoto consiste en medir desde el satélite alguna característica del territorio o la atmósfera a partir de la interacción de la luz solar, en caso de sensores pasivos, o una fuente externa en caso de sensores activos, y el objeto iluminado. Las algas, al poseer pigmentos foto activos, pueden ser detectadas en el agua con sensores ópticos a bordo de diversos satélites.

En este caso, del sensor MODIS a bordo del satélite TERRA, que fue desarrollado por la NASA y lanzado en diciembre de 1999. Actualmente, continúa obteniendo datos diarios lo que nos brinda una larga serie de información ininterrumpida y de calidad consistente.

Se utilizaron las bandas que pertenecen al rango del rojo (banda 1: 620 – 670 nm) y el infrarrojo cercano (banda 2: 841-876), las cuales tienen resolución de 250 m. Estas bandas tienen especial interés cuando se monitorea vegetación -para el trabajo algas- ya que la clorofila presente en ellas tiene una fuerte absorción en el rojo y un pico de reflectancia en el infrarrojo cercano, lo que posibilitó generar una relación lineal entre el logaritmo de la clorofila y la razón de las bandas, y así estimar la clorofila desde el satélite en el agua del embalse San Roque, para relacionar esta variable con las floraciones algales que allí se desarrollan.

Variación anual de la concentración de clorofila-a (μg / l) en el embalse de San Roque.

Pero, decir cuándo ocurre una floración no es sencillo ya que no existe un umbral o valor en la literatura que lo defina para todas las regiones. Más bien, es una consideración local que debe tener en cuenta las variaciones naturales que allí se dan, por ejemplo, en las distintas estaciones del año.

Es así que, gracias a la larga serie de tiempo de clorofila-a que se generó, midiéndose con el satélite TERRA, se pudo construir un umbral dinámico que se adapta al comportamiento natural de la variable, para detectar de forma automática floraciones algales en el embalse San Roque.

Gracias al trabajo en conjunto con alumnos de la maestría, en el contexto de la realización del proyecto integrador, fue posible implementar la estimación automática y remota de la clorofila-a y su posterior clasificación en un índice que nos informa el estado trófico diariamente.

Esta información se encuentra disponible en el portal de aplicaciones del instituto Gulich

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