Las herramientas de teledetección en el monitoreo y evaluación de los impactos ambientales en los ecosistemas marinos

Las herramientas de teledetección en el monitoreo y evaluación de los impactos ambientales en los ecosistemas marinos. Una revisión bibliográfica.

Remote sensing tools in the monitoring and assessment of environmental impacts on marine ecosystems. A literature review.

1Leiva Piedra Jorge, 1Chávez Romero Zaida, 1Cadenillas Frank, 1Principe Doria

1Escuela de Ingeniería Industrial – Universidad tecnológica del Perú.

RESUMEN

Las herramientas de teledetección, actualmente se han convertido en herramientas muy importantes para el monitoreo y evaluación de impactos ambientales en los ecosistemas marinos, demostrando ser bastante precisas. La presente revisión de literatura busca analizar como el uso de las herramientas de teledetección vienen siendo utilizadas en el monitoreo y evaluación de los impactos ambientales en los ecosistemas marinos. Para ello se desarrolló una estrategia de búsqueda usando palabras claves en las bases de datos Scopus y Science Direct, siendo seleccionados los artículos, según el periodo de tiempo, últimos 5 años, y que se encuentren dentro de la temática del estudio, según el área y las palabras claves. Los resultados del análisis de revisión evidencian que las herramientas de teledetección en el monitoreo de impactos ambientales en el mar han tenido una evolución consistente, orientándose a la obtención de imágenes de alta calidad (satelitales o usando VAN), otorgando una mayor precisión para el desarrollo de métodos predictivos, etc.; generando que cada vez sean más utilizados para el monitoreo de impactos ambientales (hidrocarburos, metales pesados, plásticos, etc), sobre los ecosistemas marinos, demostrando además una alta practicidad y bajos costos. Sin embargo, su aplicación para la conservación de los ecosistemas marinos por los entes gubernamentales que los gestionan es muy limitada.  

Palabras claves: Herramientas de teledetección, monitoreo, evaluación, impactos ambientales, ecosistemas marinos.

ABSTRACT

Remote sensing tools have become very important tools for the monitoring and evaluation of environmental impacts in marine ecosystems, proving to be quite accurate. This literature review seeks to analyze how the use of remote sensing tools are being used in the monitoring and evaluation of environmental impacts in marine ecosystems. For this purpose, a search strategy was developed using keywords in the Scopus and Science Direct databases, selecting the articles, according to the period, last 5 years, and that are within the subject of the study, according to the area and keywords. The results of the review analysis show that remote sensing tools have had a consistent evolution, being oriented to obtain high quality images (satellite or using DRON), providing greater precision for the development of predictive methods, etc.; generating that they are increasingly used for monitoring environmental impacts (hydrocarbons, heavy metals, plastics, etc), on marine ecosystems, also demonstrating high practicality and low costs. However, their application for the conservation of marine ecosystems by the governmental entities that manage them is very limited.

Keywords: Remote sensing tools, monitoring, assessment, environmental impacts, marine ecosystems.

INTRODUCCIÓN

Las zonas costeras son las áreas más pobladas del planeta, representando alrededor del 70% de la población mundial, sin embargo, esto ha traído consigo que el 25% de los hábitats marinos hayan sido contaminados por actividades humanas (Sempere-Valverde et al., 2023). Se sabe que estos impactos ambientales, influyen negativamente en la biodiversidad marina afectando además los servicios ecosistémicos (Peng et al., 2020). Gran parte de los contaminantes provienen de actividades tales como: industriales, aportes urbanos y fluviales (Hayman et al., 2021). Por lo que, es muy importante desarrollar estrategias de monitoreo que permitan determinar el nivel de impacto de estas actividades sobre los ecosistemas marinos, por lo que una observación espacio-temporal es vital, para poder tener un mapeo global a largo plazo más eficiente (Salgado-Hernanz et al., 2021a).

En ese sentido, Martínez-Vicente et al., (2019) resumieron los principales procesos para el monitoreo de ecosistemas marinos, destacando las necesidades de observación de los sensores remotos. Asimismo, Maximenko et al., (2019) evidenciaron que se requieren observaciones sostenidas para determinar el balance de la masa de desechos plásticos marinos y otros tipos de contaminantes en los ecosistemas marinos para respaldar políticas efectivas para planificar acciones correctivas. Sin embargo, actualmente las observaciones siguen siendo escasas a escala mundial, por lo que la implementación de un sistema de teledetección por satélite podría hacer una contribución sustancial para abordar este problema (Martínez-Vicente et al., 2019a).

Las técnicas tradicionales de muestreo puntual y observación en el medio ambiente brindan un alto contenido de información (Strong & Elliott, 2013), pero son costosas y, a menudo, no brindan una cobertura espacial y temporal adecuada, mientras que la teledetección puede brindar soluciones rentables (El Mahrad et al., 2020). La importancia del estudio de las herramientas de la teledetección (imágenes satelitales, multiespectrales, hiperespectrales entre otras) radica en que estas brindan un nivel de confiabilidad bastante alto, veracidad y oportunidad para el monitoreo y la presentación de informes ambientales  en ecosistemas marinos (Searcy et al., 2020).

Además la teledetección permite mapear parámetros climáticos mediante el uso de los satélites y advertir las variaciones de temperatura en entornos oceánicos, radiación y cualquier otro parámetro meteorológico, con lo cual se pueden generar modelos predictivos que permiten pronosticar y predecir la contaminación marina, no solo en superficie, sino también en el fondo del mar (Cerrejón et al., 2020).

En Investigaciones recientes se ha comenzado a entender el impacto de las nuevas tecnologías en un dominio más amplio de monitoreo y presentación de informes ambientales (Castka et al., 2021). La vigilancia exhaustiva de todos los aspectos del monitoreo ambiental por teledetección remota, brindará veracidad en el manejo ambiental, los gobiernos y organismos reguladores podrían verse beneficiados por los datos en tiempo real sobre los sectores más contaminantes en ecosistemas marinos (Reid & Castka, 2023).

La teledetección proporciona potencialmente la cobertura espacial y temporal necesaria de la superficie del océano para estimar la abundancia de plásticos, compuestos orgánicos e inorgánicos y otros tipos de contaminantes cerca de la superficie del mar (Garaba & Dierssen, 2023). Es por ello, que existe la necesidad de profundizar el estudio del monitoreo directo e indirecto, como la teledetección remota (Mace, 2023).  

Los estudios con el uso de herramientas de teledetección para el monitoreo de espacios marinos y determinar su contaminación han incrementado de manera paulatina, en ese sentido, Kachelriess et al., (2013) analizaron el impacto positivo de la teledetección para la gestión de las áreas marinas protegidas en el que destacaron que  para superar las limitaciones que pueda presentar la teledetección remota, se debe contar con la información inicial obtenida previamente por muestreo de campo. 

El seguimiento es vital para garantizar la eficacia del estudio del impacto ambiental y la teledetección remota pueden proporcionar información importante para respaldar dicha evaluación, ayudando a detectar la ubicación del impacto de la contaminación en la biodiversidad marina (Pereira et al., 2014). Los conjuntos de datos de los sensores remotos son generalmente más completos que se miden directamente in situ, ya que brindan una mayor cobertura espacial con una resolución más exacta y, a menudo, una mayor frecuencia y resolución (Park et al., 2015).

Por otro lado (Oiry & Barillé, 2021) determinaron que el uso de imágenes satelitales Sentinel-2 permite desarrollar índices de calidad del agua basados ​​en microfitobentos (microalgas eucariotas, cianobacterias y otras bacterias fotosintéticas) en estuarios (lugar donde el río se encuentra con el mar). Concluyeron que la resolución espacial del Sentinel-2 proporciona métricas especiales en microfitobentos a macroescala lo que permite detectar de mejor manera la contaminación (Oiry & Barillé, 2021). En definitiva, el uso teledetección remota se ha vuelto una herramienta  fundamental en el monitoreo ambiental  en los últimos años debido a su facilidad de despliegue, bajo costo y proporcionar imágenes de alta calidad (Yuan et al., 2023a)

MATERIALES Y MÉTODOS

Estrategia de búsqueda

Se realizó una revisión bibliográfica desde el 2018 al 2022 en la temática de uso de herramientas de teledetección para el monitoreo y evaluación de contaminación marina en ecosistemas marinos, para ello se trabajó con artículos científicos de las bases de datos de Scopus (https://www.scopus.com) y Science Direct (https://www.sciencedirect.com), con el objetivo de poder analizar cómo ha ido evolucionando la temática en los últimos 5 años, para esto se utilizaron las palabras claves: pollution, remote sensing, marine, satellite imagery, etc.; las cuales fueron relacionadas mediante el uso de operadores booleanos “And” y “OR”, ayudándoles a hacer la búsqueda más eficiente, asimismo, se trabajó con los criterios de búsqueda sobre el archivo completo, tema, palabra clave, resumen o título.

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