Una tesis doctoral presentada recientemente en la UPV-EHU por la investigadora de AZTI-Tecnalia Stefani Novoa explora la posibilidad de evaluar la calidad de las aguas de forma remota, usando imágenes de satélite y por lo tanto abaratando los costes del monitoreo. Las imágenes de satélite pueden ser utilizadas para crear mapas de afloraciones (concentraciones) de fitoplancton y ayudar así a evaluar la calidad del agua en zonas costeras y oceánicas. Este método puede ayudar a los Estados Miembros de la Comunidad Europea a monitorear las aguas según los requisitos de las Directivas Europeas.
El fitoplancton (comunidad de microrganismos, en su mayoría fotosintéticos, que vive suspendida en la masa de agua) se ha usado ampliamente como indicador de la calidad de las aguas: tanto para determinar el estado trófico de las masas de agua como para el seguimiento de la contaminación orgánica, cambios en la mineralización del agua y la eutrofización. La eutrofización es un enriquecimiento del agua (de origen natural o antropogénico) que causa un crecimiento excesivo de plantas acuáticas e incrementan la actividad de microrganismos anaeróbicos. Como resultado, el nivel de oxígeno disminuyen rápidamente y el agua se asfixia, haciendo la vida imposible para los organismos acuáticos aeróbicos (los que usan el oxígeno para respirar).
Las imágenes de satélite pueden ser utilizadas para crear mapas de afloraciones de fitoplancton y ayudar así a evaluar la calidad del agua en zonas costeras y oceánicas. Este método puede ayudar a los Estados Miembros de la Comunidad Europea a monitorear las aguas según los requisitos de las Directivas Europeas. En Europa, las aguas están protegidas por la Directiva Marco del Agua (Water Framework Directive) y la Directiva Estrategia Marina (Marine Strategy Framework Directive). Según estas Directivas, los Estados Miembros deben conseguir un buen estado ecológico de todas las aguas de transición y costeras (hasta una milla nautica desde la linea de base) para 2015, según la Directiva Marco, y un buen estado medioambiental de todas las aguas (hasta las 200 millas náuticas desde la línea de base) para 2020, según la Estrategia Marina.
Para alcanzar estos objetivos, la calidad del agua debe ser evaluada y monitoreada. Tradicionalmente, la calidad del agua ha sido evaluada en el País Vasco analizando muestras de agua recogidas en diferentes puntos del litoral. Sin embargo, cuando una evaluación más extensiva e intensiva es necesaria para cumplir con los requerimientos de las Directivas europeas este tipo de muestreo puede presentar ciertas limitaciones. Las imágenes de satélite pueden ayudar a complementar el monitoreo tradicional puesto que permite obtener observaciones frecuentes y sinópticas de áreas extensas.
Por ello, las imágenes de satélite son utilizadas cada vez más, como una herramienta para evaluar la calidad del agua, estimando la concentración de diferentes constituyentes del agua, como por ejemplo la concentración de clorofila-a, considerada como un indicador de la biomasa del fitoplancton y de la eutrofización del agua. La clorofila es un pigmento del fitoplancton que puede ser medido por los sensores satelitales. Así, el conocer sus niveles de concentración hace que se pueda estimar el riesgo de eutrofización en el agua y la calidad de la misma. Los dos sensores elegidos para este estudio, MODIS y MERIS, proporcionan información satelital diaria y global, a una resolución media, además de mapas de clorofila derivados de dicha información. Sin embargo, para obtener estimaciones precisas de la concentración de clorofila en las zonas costeras del País Vasco, hace falta ajustar las ecuaciones utilizadas para crear estos mapas de clorofila.
En esta tesis doctoral, se realizó una evaluación de los principales algoritmos (ecuaciones matemáticas) utilizados para estimar la concentración de clorofila y el ajuste de otros y finalmente se eligieron los mapas de clorofila creados con el algoritmo OC5, desarrollado por científicos del centro de investigación francés IFREMER. Estos mapas fueron utilizados para evaluar la calidad del agua según los requisitos de las Directivas y se obtuvo el mismo estado de la calidad del agua con los datos in situ que con los datos satelitales para todas las masas de agua, es decir “Muy bueno”. Esto sugiere que un uso complementario de ambas metodologías, sería una buena solución para obtener una evaluación eficiente de la calidad de las aguas costeras utilizando la clorofila-a, sin un muestreo exhaustivo de la zona, reduciendo así el esfuerzo y el coste del monitoreo de campo. Además, estos mapas se utilizaron para estudiar con más profundidad la variabilidad espacial y temporal de la clorofila-a en la zona de estudio durante el periodo 2005 y 2010, a partir de datos satelitales.
En conclusión, los resultados presentados en esta tesis, aportan un conocimiento científico importante con respecto al uso de la teledetección como herramienta para determinar la concentración de clorofila-a con los sensores MERIS y MODIS, en aguas del País Vasco y del golfo de Vizcaya, y para la evaluación de la calidad del agua en las áreas protegidas por las Directivas europeas Marco del Agua y Estrategia Marina.
