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Imágenes híper espectrales y tecnología aeroespacial en acuicultura.

Imagen híper espectral tanque acuicultura simbiótica dirigido por Bioaquafloc
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Imágenes híper espectrales y tecnología aeroespacial en acuicultura.

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La acuicultura está al frente de la utilización de tecnología espacial de última generación. Ya es posible obtener datos como la temperatura, el pH, el amonio o la demanda biológica de oxígeno de tanques acuícolas desde el espacio exterior. Esto se debe gracias a las misiones de varios satélites de la Agencia Aeroespacial Europea y la NASA (Sentinel 2 y Landsat 8 respectivamente). Los satélites escanean la superficie terrestre incluído los tanques de cultivo acuícolas que no están cubiertos. Los datos obtenidos en formato numérico, son traducidos, mediante un programa matemático y distintas fórmulas para obtener valores reales de parámetros físico-químicos del agua. Los satélites escanean toda la superficie terrestre aproximadamente cada cinco días. El resultado son imágenes híper espectrales de nuestros tanques de cultivo. Una de las grandes ventajas es que esta tecnología es completamente gratuita. El acceso es libre, una vez descargados los datos, se pueden traducir a valores reales mediante ciertos algoritmos matemáticos.

Landsat 8 illustration above Earth. Public Domain

Contribución de la Universidad Mexicana y la compañía BIOAQUAFLOC al proyecto aeroespacial

Imagen bioaquafloc lansat 8
Imagen obtenida de USGS (https://www.usgs.gov/) modificada por bioaquafloc

BIOAQUAFLOC, está involucrado en un proyecto con ingenieros de la Academia de Ingeniería industrial del Instituto tecnológico de Veracruz, en México. Se trata de dar seguimiento a unas lagunas de cultivo de camarón en Costa Rica mediante esta tecnología. La idea es devolver algo de la generosidad que las plataformas espaciales nos brindan y calcular el margen de error existente entre los datos especiales que obtienen los satélites y los datos que medimos con instrumentos de análisis a pie de estanque. Utilizamos espectrofotómetros, refractómetros, termómetros u oxímetros calibrados regularmente para realizar la obtención de datos a pie de estanque.

El ingeniero Gabriel Grosskelwing Núñez es docente de la Academia de Ingeniería Industrial en Veracruz, México. Gabriel está a cargo de la obtención de las imágenes híperespectrales y del cálculo de los márgenes de error. Esro es posible a partir de los datos que BIOAQUAFLOC obtiene en Centroamérica.  Ya hemos obtenido nuestra primeras imagenes híper espectrales de nuestras lagunas de camarón en Costa Rica. En la que se ve a continuación, se puede observar la demanda biológica de oxígeno. Se distinguen lagunas y un pequeño reservorio arriba de una de ellas. Existe aún un error de pocos metros entre los márgenes reales de la laguna y la imagen obtenida.

Imagen bioaquafloc lansat 8
Comparación imagen de la izquierda, obtenida de landsatlook (magen obtenida de USGS , https://www.usgs.gov/), son estanques de camarón solo con agua. Imagen de la derecha, se trata de una imagen hiperespectral obtentida de Sentinel 2 y Landsat 8

¿En qué ayuda las imágenes híper espectrales a la acuicultura?

Según el ingeniero Gabriel, en la actualidad, mantener y controlar la calidad del agua con que contamos es de vital importancia en un entorno sumamente volátil en términos ambientales. En lo general, todos los países del mundo enfrentan a grandes retos en este sentido. Debido a las actividades humanas, se han generado a lo largo del tiempo condiciones adversas de contaminación descontrolada. Este es el caso del calentamiento global, la presencia de microplásticos en los mares y la escasez de lluvias cada vez más generalizada a lo largo del globo terráqueo. Dado lo anterior, resulta de vital importancia mantener en parámetros óptimos el agua útil que tenemos disponible para las actividades tanto agrícolas como para consumo humano. En la actualidad el principal inconveniente para poder medir de manera eficiente la calidad del agua es el tiempo que tardan los métodos tradicionales en arrojar resultados y los costos en que se incurren por este concepto, además de tener la limitante de que son estimaciones puntuales, es decir, de un sitio específico.

Información satelital como solución al problema

Para poder solventar esta circunstancia, se plantea como alternativa el uso de técnicas ópticas, como la percepción remota, que permitiría estimar con un tiempo relativamente pequeño (5 días para la plataforma Sentinel 2 y 15 días para la plataforma Landsat 8) y de manera extensiva cuál es el estado de la calidad del agua en regiones de gran extensión territorial. Las imágenes provenientes de estas plataformas son de tipo multiespectral, de resolución de hasta 15 metros para el caso de la plataforma Landsat y 10 metros para la plataforma Sentinel.

Esto permite realizar cálculos con las diferentes bandas del espectro visible y de regiones del infrarrojo mediante un sistema de información geográfica y de ésta manera monitorear los parámetros de calidad del agua (pH, sólidos totales, oxígeno disuelto, DBO, DQO, turbidez, actividad de clorofila, salinidad y conductividad) y establecer sistemas de alerta y remediación temprana en caso de tener un descontrol de parámetros, además de poder establecer de manera más rápida el origen del descontrol y atenderlo de manera pronta. Esta implementación reduciría significativamente los tiempos en términos de la obtención de resultados y en capacidad de respuesta ante adversidades.

¿Cómo repercute este avance en nuestro cultivo diario?

Una vez nuestro proyecto de cálculo de los márgenes de error de las mediciones satelitales versus las mediciones a pie de estanque con instrumental analítico calibrado podremos dar al mundo una tecnología contrastada apta para usarse desde cualquier país. El poder realizar mediciones de parámetros fisicoquímicos del agua de nuestros estanques de manera regular, gratuita y remota es un gran éxito. Esto nos permitirá no gastar en instrumental de laboratorio ni perder tiempo ni dinero en realizar las mediciones. Tan solo mediante un programa matemático transformaremos los datos hiperespectrales a su disposición en las plataformas antes nombradas obtendremos nuestros parámetros de calidad de agua.

Entendemos que quizá para pequeñas explotaciones no sea viable la inversión de tiempo en la capacitación para la interpretación de los datos híper espectrales y su traducción en parámetros físico químicos reales. Sin embargo para grandes compañías puede ser una herramienta increíblemente eficaz sonde ahorrar miles de dólares.

Acuicultura simbiótica e imágenes híper espectrales

La tecnología simbiótica que llevamos desarrollando desde hace algunos años se caracteriza por un constante y escrupuloso método de medición de parámetros fisicoquímicos del agua. La posibilidad de poder recoger con exactitud los valores de calidad de agua en los tanques de cultivo con imágenes híper espectrales nos permite ajustar las aplicaciones de fermentos en tecnologías como aquamimicry. Así mismo, en tecnologías simbióticas donde se utilice Bocashi podemos descubrir si en el fondo del estanque  se están dando condiciones anóxicas. También ayuda con la dosificación de melaza en tanques que se manejen con tecnología biofloc. De cualquier modo esta herramienta supone un impresionante avance aún casi sin explorar que seguro revolucionará la industria acuícola tal como la conocemos.  

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Resumen
Imágenes híper espectrales y tecnología aeroespacial en acuicultura
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Imágenes híper espectrales y tecnología aeroespacial en acuicultura
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La acuicultura está al frente de la utilización de tecnología aeroespacial de última generación. Análisis de calidad de agua con imágenes hipèr espectrales
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