La investigación busca transformar la gestión de HAB

FUNDACIÓN PARA LA CONSERVACIÓN SANIBEL-CAPTIVA

La Fundación de Conservación Sanibel-Captiva informó que su Laboratorio Marino está liderando la campaña de campo para un esfuerzo de muestreo de agua que está informando un modelo de transformador de inteligencia artificial de última generación para administrar mejor el flujo de agua desde el lago Okeechobee hasta Caloosahatchee. Los análisis de muestra se incorporan a las simulaciones de modelos para ayudar a identificar los impulsores de las floraciones de algas nocivas, o HAB, y establecer objetivos para las mejoras necesarias en la calidad del agua.

El SCCF está colaborando con el Centro de Soluciones Costeras de la Universidad de Florida y otros investigadores de la UF para guiar a los administradores de agua en el suministro de agua dulce, al tiempo que minimizan los impactos negativos de las cargas de nutrientes de las actividades hortícolas.

Una característica distintiva del modelo es su capacidad para prestar atención a la información más relevante con la que ha sido entrenado para trabajar. En el proyecto, el equipo entrena el modelo para aprender de años de datos archivados para pronosticar variables, como caudal, salinidad y concentración de nitrato.

Como co-investigador principal, el Director del Laboratorio Marino, el Dr. Eric Milbrandt, está utilizando métodos para la detección temprana de HAB a través de las estaciones de monitoreo continuo de la calidad del agua de la Red de Observación de Ríos, Estuarios y Costas y un programa de muestreo integral y específico: herramientas críticas en una región donde la calidad del agua el monitoreo se ha producido en gran medida como una reacción a los eventos de floración.

"El modelo utilizado para predecir mejor las floraciones de algas nocivas está respaldado y validado por una campaña de campo para tomar muestras de agua desde el lago Okeechobee hasta el Golfo de México", dijo Milbrandt, quien dirige el esfuerzo de muestreo. "Recopilamos datos de calidad del agua y muestras de agua que se entregan a los investigadores de la Universidad de Florida, los Drs. Elise Morrison y Ed Phlips. Otras muestras de agua se analizan en el Laboratorio Marino SCCF".

FUNDACIÓN PARA LA CONSERVACIÓN SANIBEL-CAPTIVA

El modelo aprende a leer las condiciones actuales en el agua y el pronóstico del tiempo de una región, luego hace predicciones precisas de hasta 14 días para el área que se está estudiando. La capacidad de los modelos de transformadores para extraer información de grandes conjuntos de datos ha llevado a un mejor rendimiento, en comparación con los métodos anteriores de modelado hidrológico, y puede modelar una gama más amplia de variables.

Los miembros del equipo del proyecto, Morrison, profesor asistente de la Escuela de Ingeniería de Infraestructura y Medio Ambiente Sostenible, y Phlips, profesor de la Escuela de Ciencias Forestales, Pesqueras y Geomáticas del Instituto de Ciencias Agrícolas y Alimentarias, están desarrollando nuevos métodos de muestreo de la calidad del agua para identificar las fuentes específicas de nutrientes que alimentan las HAB, su origen y su impacto en las comunidades de fitoplancton, algas.

Milbrandt destacó la importancia de un enfoque científico concentrado en el ecosistema.

"Vivimos y trabajamos en una isla barrera con experiencia local limitada, por lo que este proyecto es emocionante debido a la profundidad y amplitud de las nuevas herramientas y conocimientos que se traerán a la región para ayudar a abordar la disminución de la calidad del agua", dijo. "Las HAB están causando muchos efectos negativos, desde la muerte de peces hasta grandes zonas hipóxicas (con poco oxígeno) y la proliferación de algas verdeazuladas que obstruyen nuestras vías fluviales, todo lo cual afecta negativamente a nuestra economía basada en el turismo".

El SCCF informó que el próximo paso es aplicar el modelo de transformador en tiempo real, con datos de las agencias de pronóstico del tiempo para automatizar las predicciones en el día a día.

Este trabajo es parte de un proyecto para integrar modelos de lagos, cuencas hidrográficas y estuarios para guiar la gestión del agua en la mitigación del impacto de las FAN. El proyecto es una asociación entre la UF, la Universidad del Sur de Florida, la Universidad Estatal de Carolina del Norte y SCCF, con apoyo financiero del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU.

El estudio es un enfoque múltiple de los investigadores de la UF y sus colaboradores sobre un fenómeno que ha plagado los ecosistemas costeros, particularmente en el suroeste de Florida, con mayor frecuencia.

Un estudio realizado por UF y publicado en 2020 mostró que durante un período de 16 años, hubo 28 ocasiones en que un condado de Florida experimentó un mes con 15 o más días de presencia de marea roja. Todos ocurrieron en uno de los seis condados: Pinellas, Manatee, Sarasota, Charlotte, Lee o Collier, que comprende 200 millas de costa en el suroeste de Florida.

El director asociado del Centro de Soluciones Costeras, el Dr. David Kaplan, y un equipo de científicos e ingenieros afiliados al centro de la UF, la Universidad del Sur de Florida, la Universidad Estatal de Carolina del Norte y SCCF recibieron $2.3 millones del Cuerpo del Ejército en 2021 para estudiar cómo el agua y los nutrientes que fluye desde el lago Okeechobee y la cuenca del río Caloosahatchee interactúan con las mareas, las corrientes y las olas en la costa para afectar la calidad del agua costera. El apoyo financiero se extiende hasta septiembre de 2024.