Teledetección

El agua desde el cielo

Mediante imágenes satelitales que muestran distintos colores de la superficie de mares, ríos y lagos, Ana Dogliotti estudia la presencia de algas y sedimentos mediante algoritmos que permiten obtener información sobre el tipo y concentración de las sustancias presentes en la capa superficial del agua tales como el fitoplancton y material particulado en suspensión.

3 Dic 2018 POR Patricia Olivella

Imagen RGB del Río de la Plata.m Gentileza Ana Dogliotti.

Imagen RGB del Río de la Plata. Gentileza Ana Dogliotti.

Observar la Tierra desde el espacio permite no sólo obtener bellas imágenes sino también datos de la superficie terrestre que aportan enorme cantidad de información a la investigación científica.

Para conseguir, procesar y comprender esos datos trabaja el grupo de Teledetección Cuantitativa que funciona en el Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE). El trabajo del equipo se enfoca en el desarrollo de algoritmos para la obtención de variables biofísicas de la superficie terrestre a partir de información satelital. En particular, en la División Marina de este grupo, que dirige Ana Dogliotti, trabajan con imágenes satelitales que tienen bandas en la región visible del espectro electromagnético -también llamadas imágenes de color del mar- que permiten estimar la concentración de sustancias que modifican el color de la capa superficial del agua. “Por ejemplo, la presencia de algas microscópicas (fitoplancton), que poseen un pigmento fotosintético color verde llamado clorofila-a, modifican el color del agua”, explica Dogliotti. “Se puede observar a simple vista que, a medida que aumenta la cantidad de algas, lo que generalmente está asociado con un aumento en la concentración de clorofila, el agua toma un color verde cada vez más intenso. También los sedimentos en suspensión modifican el color del agua. El color marrón del Río de la Plata es una clara evidencia de este fenómeno”, agrega. Los sensores que miden el color del mar, ubicados a bordo de satélites que se encuentran a, aproximadamente, 700 km de altura, miden esta radiación que proviene de la superficie terrestre y transporta la información necesaria para su estudio.

“Nuestro trabajo consiste, por un lado, en desarrollar y validar algoritmos que permitan obtener información sobre el tipo y concentración de las sustancias presentes en la capa superficial del agua (como el fitoplancton y material particulado en suspensión) a partir de la información colectada por los sensores remotos, y, por otro lado, el desarrollo de aplicaciones o usos de dicha información”, explica la investigadora. “Por ejemplo, una vez desarrollado y validado el algoritmo para estimar la turbidez, analizamos cómo varía la distribución espacial y temporal de los sedimentos del Río de la Plata utilizando una serie temporal de mapas satelitales de turbidez”, agrega.

Para desarrollar y validar algoritmos, el equipo de Dogliotti utiliza simulaciones numéricas, mediciones de campo y el procesamiento de las imágenes. Las y los investigadores realizan las salidas de campo tanto a bordo de embarcaciones como desde posiciones fijas, como por ejemplo, un muelle. “En estas salidas de campo realizamos mediciones con un espectro-radiómetro que mide la radiación que proviene del agua (o sea, lo mismo que hace el satélite) y se toman en forma simultánea muestras de agua para analizar el tipo y concentración de sustancias presentes, es decir, la variable que se quiere estimar. También se pueden medir otras variables, como la temperatura y salinidad, que sirven para caracterizar la masa de agua. Si esta información es colectada en el mismo momento en que pasa el satélite, entonces sirve para evaluar los productos obtenidos a partir del procesamiento de la imagen”, explica la investigadora. Las aplicaciones que tienen los algoritmos desarrollados son muy variadas; generalmente implican el análisis estadístico de la información, por ejemplo el análisis de series temporales.

Por otra parte, el uso de la información satelital es una herramienta muy útil y complementaria a los estudios de campo, que suelen ser escasos y costosos. Como se dijo, estas imágenes tomadas desde el espacio permiten estimar variables biofísicas tales como la concentración de material particulado en suspensión, la clorofila y la turbidez, entre otras, y permite hacerlo en forma sinóptica -es decir, considerando todo el estuario y plataforma adyacente- con una alta capacidad de revisita diaria y bajo costo, ya que la distribución de las imágenes es gratuita.

“Toda esta información recolectada, que permite monitorear y evaluar la calidad del agua tanto en lagos, como en estuarios como en océanos, también resulta clave para la planificación de áreas de protección y conservación, por ejemplo en el marco de un manejo ecosistémico del recurso pesquero”, sostiene Dogliotti. “Con relación a los sedimentos, por ejemplo, es importante entender los mecanismos de transporte de sedimentos para el estudio de la dispersión de contaminantes tales como metales pesados, ya que los mismos se adhieren a las partículas de sedimento y pueden ser liberados en el agua durante eventos de resuspensión, quedando así biodisponibles y entrando, de este modo, en las cadenas tróficas superiores del estuario”, agrega.