Un sistema con inteligencia artificial y sello de la ULE para preservar las aguas de toda Europa
Una investigadora del Campus de Ponferrada forma parte de un grupo de trabajo europeo que ha desarrollado un modelo para monitorear los parámetros de calidad del agua empleando IA y más de 210.000 imágenes de Landsat de todo el continente
imagen reciente del pantano de Bárcena, a principios de abril.
La escasez y el deterioro de la calidad del agua acelerado por el crecimiento de la población, la intensificación de la actividad urbana, industrial y/o agrícola y el cambio climático, entre otros factores, obligan a aplicar políticas para frenar los abusos y concienciar sobre la importancia de preservar el estado óptimo de las masas de agua. Precisamente, la Directiva Marco Europea (DMA) del Agua nació como respuesta a la necesidad de unificar las actuaciones para proteger las aguas, tanto en términos cualitativos como cuantitativos, y garantizar su sostenibilidad. En ese marco de uniformidad de objetivos a nivel continental, la investigación es fundamental y la Universidad de León (ULE) ya es uno más de los actores involucrados en el desarrollo de proyectos para mejorar la gestión hídrica en Europa.
La Escuela de Ingeniería Agraria y Forestal del Campus de Ponferrada, junto con la Facultad de Arquitectura, Ingeniería Civil y Geodesia de la Universidad de Banja Luka (Bosnia y Herzegovina) y la Facultad de Ciencias Técnicas de la Universidad de Novi Sad (Serbia), han desarrollado un modelo para monitorear de manera integral varios parámetros de calidad del agua que se puede implementar en escenarios del mundo real. De hecho, ya «se ha probado con éxito en Serbia, destacándose como una herramienta operativa y efectiva para la gestión del agua», asegura la profesora del Campus de Ponferrada Flor Álvarez Taboada. Ella es una de los tres investigadores implicados en el estudio.
Mayor eficacia y eficiencia
Se han empleado más de 210.000 imágenes de Landsat (satélites para la observación en alta resolución de la superficie terrestre) de toda Europa de los últimos 38 años, combinadas con datos del Sistema de Información del Agua de Europa (WISE) e inteligencia artificial.
«La combinación de datos Landsat y modelos de inteligencia artificial ha revolucionado el monitoreo de la calidad del agua al permitir el análisis de conjuntos de datos a gran escala y a largo plazo con una precisión y eficiencia sin precedentes. Así, hemos podido estimar parámetros como sólidos suspendidos, clorofila-a, oxígeno disuelto, nitrógeno total y fósforo total, con precisiones superiores al 90% para clorofila-a y sólidos suspendidos», ha explicado Álvarez Taboada.
Las tecnologías de teledetección permiten una gran cobertura espacial y una alta resolución temporal y, con ello, se consigue más eficiencia y eficacia en la medición de los parámetros que mediante el empleo de métodos convencionales.
"Esta investigación nos ayuda a comprender y abordar esas amenazas al brindar información sobre las fuentes y la distribución de los contaminantes"
Además, a futuro, la integración de fuentes de datos adicionales, como imágenes de alta resolución o datos meteorológicos, podría refinar aún más la precisión del modelo: «Las imágenes de alta resolución pueden capturar características a escala fina de los cuerpos de agua, como floraciones de algas o columnas de sedimentos, que pueden no ser visibles en imágenes satelitales de resolución más gruesa. Los datos meteorológicos pueden ayudar a los investigadores a comprender cómo las condiciones climáticas influyen en los parámetros de calidad del agua. Esta mayor precisión tiene implicaciones significativas para los esfuerzos de gestión, permitiendo a los formuladores de políticas y administradores de recursos tomar decisiones más informadas. Esta investigación nos ayuda a comprender y abordar esas amenazas al brindar información sobre las fuentes y la distribución de los contaminantes», subrayó la investigadora de la Universidad de León.
Sobre el terreno
La investigación llevada a cabo puede resaltar regiones o masas de agua específicas donde los problemas de calidad son particularmente graves, como áreas afectadas por la contaminación industrial, la escorrentía agrícola o el desarrollo urbano. «La identificación de estos puntos críticos permite intervenciones específicas y priorización de recursos para abordar los desafíos de la calidad del agua en las áreas más vulnerables», apuntó Álvarez Taboada. Su aplicación, además, está abierta a toda Europa.
«Se ha validado para toda Europa y los resultados objetivos en la prueba realizada en Serbia son extrapolables, por ejemplo, al pantano de Bárcena. El objetivo de este trabajo ha sido tener un sistema que permita hacer un seguimiento, a largo plazo y comparable entre países, de los parámetros de calidad de las aguas. Los hallazgos del estudio pueden incluir disparidades en los niveles de contaminación del agua entre regiones, fuentes inesperadas de contaminación o tendencias en la degradación de la calidad a lo largo del tiempo», especificó la experta.
Información vital para prevenir
Este estudio de amplitud europea «podría revelar que ciertas regiones están experimentando niveles de contaminación por nutrientes más altos de lo que se pensaba, lo que destacaría la necesidad de realizar esfuerzos adicionales», añadió Álvarez Taboada antes de poner algunos ejemplos: «La mala calidad del agua puede provocar la proliferación de algas, la degradación del hábitat y la disminución de la biodiversidad, lo que afecta a la abundancia y distribución de las plantas y de los animales acuáticos. Además, los cambios en la temperatura del agua, la acidez y los niveles de oxígeno disuelto en la misma pueden estresar aún más a los organismos acuáticos y alterar el equilibrio del ecosistema».