LG Sonic, recientemente, ha desarrollado un sistema de perfiles verticales (Vertical Profiling System), que puede medir la calidad del agua y la concentración de nutrientes en diferentes profundidades, proporcionando un monitoreo de nutrientes en alta resolución.
El perfilador vertical, junto con nuestras otras herramientas de monitoreo nutrimental, ofrece una forma única de detectar los patrones espaciales y temporales de las concentraciones de nutrientes en la solución del suelo y el agua, que desempeñan un papel decisivo en los problemas relacionados con las algas. Esta información, junto a una serie de datos físico-químicos y análisis de muestras, puede ayudar a determinar la mejor solución para el manejo y control del impacto ambiental.
El papel de las plantas acuáticas
Las plantas crecen tanto en el fondo como en la superficie en cuerpos de agua saludables. Las plantas acuáticas son muy importantes para la absorción de nutrimentos esenciales como calcio y potasio, y actúan como sumideros naturales de nutrientes. Pueden mejorar la claridad del agua y proporcionar hábitat para otros organismos acuáticos. Las plantas bentónicas que crecen en el fondo pueden mejorar significativamente la calidad del agua, ya que consumen nutrientes que se liberan de los sedimentos y de las capas de agua, aumentando los niveles de oxígeno disuelto en el fondo de un lago. El oxígeno, a su vez, es utilizado por las bacterias aeróbicas que descomponen el material orgánico y controlan la acumulación de nutrientes en los sedimentos.
En un ecosistema acuático equilibrado, las plantas y las bacterias funcionan sinérgicamente para reducir el nivel de nutrimentos. Sin embargo, en cuerpos de agua con muchas algas, las plantas bentónicas no pueden crecer. Este ciclo se altera, lo que a menudo conduce a una acumulación excesiva de nutrientes en el sedimento, culminando en la eutrofización.
Eutrofización
La mayoría de los lagos que sufren abundantes floraciones de algas son eutróficos o hipereutróficos. El estado trófico de un lago está determinado por la concentración de nutrientes, principalmente fosfato y fósforo total, y es evaluado por la concentración de algas (clorofila a) y la transparencia del agua, factores clave en el monitoreo de nutrientes.
Un lago hipereutrófico o eutrófico contiene mayores concentraciones de nutrientes, que provocan la floración persistente de algas y afectan el equilibrio del ecosistema acuático. La fertilidad del agua y la disponibilidad de elementos como potasio (K) y calcio (Ca) también influyen en este proceso.
Una forma de enfrentar la eutrofización es evitar la entrada de nutrientes mediante un riguroso monitoreo nutrimental y el uso de herramientas de medición en campo, como medidores portátiles y sensores especializados. Sin embargo, la solución para las floraciones dañinas casi nunca es tan simple. Muchos cuerpos de agua fueron saturados por nutrientes durante años o incluso décadas, provocando una acumulación de fosfato en los sedimentos, en el fondo de lagos y embalses, lo que dificulta la recuperación y requiere una interpretación cuidadosa de los datos obtenidos en el monitoreo.
Estratificación
Los lagos y embalses más profundos (generalmente con más de 6 metros de profundidad) suelen tener estratificación, un proceso en que el agua se divide en diferentes capas con temperaturas y densidades variables, lo que influye en la concentración de nutrientes y su monitoreo.
Fepilimnion es el agua más caliente cerca de la superficie de un lago; el hipolimnion es la capa de agua más fría y densa en la parte inferior; y el metalimnion es la capa intermedia, donde está la termoclina. El metalimnion cambia de cálido a frío entre las capas epilimnion e hipolimnion, afectando la distribución de nutrientes y otros parámetros como pH y oxígeno.
fitoplancton y los nutrientes, como el potasio (K) y el nitrógeno, pueden acumularse cerca de la interfaz de estas zonas térmicas. El fondo de un lago mesotrófico o eutrófico suele permanecer anóxico (sin oxígeno) durante la estratificación, afectando la concentración y disponibilidad de nutrientes en la solución del agua. Esto produce una liberación acelerada de nutrientes y otras sustancias tóxicas (sulfato de hidrógeno, amoníaco, etc.) de los sedimentos. Cuando los sedimentos ricos en nutrientes se acumulan durante un tiempo prolongado, alimentan la floración de algas durante años, incluso después de que se haya reducido la entrada de nutrientes externos, lo que impacta el rendimiento y equilibrio del ecosistema.
Para saber hay que medir
Soluciones tecnológicas para el monitoreo de nutrientes
Disponemos de varias soluciones y equipos para el monitoreo nutrimental que permiten controlar y prevenir la floración de algas y sus efectos nocivos, optimizando la nutrición y salud del ecosistema acuático. Para determinar la mejor solución para un lago, primero monitoreamos y evaluamos con precisión su estado mediante medidores especializados y un adecuado muestreo.
La fuente de nutrientes y la forma en que un lago responde al enriquecimiento de estos siempre son complejas y únicas para cada situación. Antes de utilizar cualquier tratamiento, se debe realizar una calibración correcta de los equipos y evaluar la química del lago mediante análisis de laboratorio y mediciones en campo. Monitoreamos los patrones verticales, espaciales y temporales de una serie de variables de calidad del agua, obteniendo valores confiables para su interpretación y aplicación.
La MPC-Buoy usa ultrasonido que impacta directamente el crecimiento de las algas. Esta tecnología no es invasiva, no contiene productos químicos y solo afecta a las algas; por lo tanto, también se puede aplicar para mejorar las condiciones de luz para el desarrollo de plantas acuáticas y bacterias beneficiosas en el sedimento, contribuyendo a una mejor fertilización natural del ecosistema.
La Monitoring Buoy puede perfilar la columna vertical de un lago, midiendo de forma autónoma diferentes variables, como nitrato (N-NO3), fosfato (P-PO4), amonio (NH4), turbidez, clorofila-a, ficocianina, oxígeno disuelto, temperatura, pH, entre otras, dentro de un rango amplio de aplicaciones para el control y manejo ambiental.
Monitoreo nutrimental en tiempo real
Estas mediciones de monitoreo nutrimental también pueden ser tomadas a diferentes profundidades con la ayuda de un sistema de perfiles verticales (Vertical Profiling System). Se calculan en tiempo real y son generadas varias veces al día, facilitando el análisis continuo de la concentración de nutrientes en la solución del agua.
Dado que estos sistemas también brindan una descripción general temporal, los datos obtenidos mediante sensores y medidores en campo se pueden utilizar para identificar la fuente y la dinámica de los nutrientes dentro de un cuerpo de agua. Las boyas detectan la liberación de nutrientes del sedimento y relacionan esa información con la entrada de nutrientes de otras fuentes, proporcionando una referencia clave para el manejo ambiental.
El papel de la teledetección satelital
Un lago o embalse rara vez es homogéneo. Sus características varían de un metro a otro, o incluso de un día para otro. Además, la estratificación vertical, las variaciones en la calidad del agua, las concentraciones de nutrientes y el crecimiento de algas también varían horizontalmente. Aquí es donde las imágenes de satélite brindan un mejor entendimiento de la situación.
La teledetección significa utilizar datos satelitales, como imágenes de Landsat o Sentinel, para determinar los parámetros de calidad del agua que normalmente solo se pueden medir en laboratorio o mediante sensores in situ. Sin embargo, el uso de la teledetección tiene una ventaja incomparable, ya que es la única fuente de datos que proporciona una descripción general de los parámetros de calidad del agua en toda la superficie del agua. Las áreas grandes o inaccesibles se tornan accesibles para el monitoreo.
Integraciónes de datos y análisis con MPC-View
En combinación con los datos en tiempo real más específicos, la teledetección se puede utilizar para interpolar información de las boyas a otras áreas de un lago. Al determinar variables, como clorofila a, turbidez, ficocianina y floración de algas, se puede evaluar la dinámica de los lagos y su estado nutricional. Un estudio batimétrico adicional puede determinar dónde se encuentra el punto más alto de acumulación de sedimentos en un lago.
Estas fuentes de datos se procesan en MPC-View, un software basado en la web, y permiten saber más sobre la relación entre la entrada de nutrientes y la liberación de sedimentos. También podemos determinar la época del año en que el sedimento libera cargas críticas de nutrientes, facilitando la toma de decisiones para el manejo del riego y la fertilización.
Por último, midiendo los nutrientes en relación con otras variables físico-químicas, podemos determinar la magnitud de la disponibilidad de nutrientes a lo largo de la columna de agua, así como el papel de los sedimentos en el ciclo de los nutrientes, apoyando un monitoreo nutrimental integral y eficiente.
