5. Metodología de muestreos en campo de calidad del agua¶
Los muestreos en campo constituyen un elemento fundamental del sistema.
Proporcionan medidas directas, fiables y trazables de la calidad del agua, necesarias para validar, calibrar e interpretar los productos derivados de la Observación de la Tierra.
Este apartado describe cómo se obtienen los datos in situ, qué parámetros se miden, bajo qué criterios técnicos, y cómo se integran en el sistema, destacando tanto sus ventajas como sus limitaciones.
Su comprensión es clave para interpretar correctamente los procesos de calibración, validación y correlación satélite–campo.
5.1 Papel de los muestreos¶
Los muestreos en campo cumplen varias funciones esenciales:
- Proporcionan valores reales de referencia de la calidad del agua.
- Permiten validar los productos derivados de imágenes satelitales.
- Sirven para calibrar algoritmos e índices biofísicos.
- Facilitan la interpretación de mapas, series temporales y alertas del WebGIS.
Aunque su cobertura espacial es limitada, los datos de campo tienen un alto valor por su precisión, fiabilidad y carácter directo, siendo imprescindibles para evaluar la calidad científica y operativa del sistema.
5.2 Planificación del muestreo y coordinación con satélite¶
La planificación del muestreo es un aspecto crítico que condiciona la utilidad de los datos obtenidos.
5.2.1 Selección del embalse y del punto de muestreo¶
La selección del punto de muestreo se realiza siguiendo criterios técnicos:
- Elección de zonas representativas del embalse.
- Preferencia por:
- Zona central.
- Área de máxima profundidad.
- Minimización de efectos de borde y zonas someras.
Adicionalmente, se consideran criterios como: - Estado trófico. - Tamaño y geometría del embalse. - Proximidad geográfica y accesibilidad. - Seguridad de las operaciones.
Los muestreos se han realizado en cinco embalses seleccionados por estos criterios:
- Puente Nuevo
- Sierra Boyera
- Cala
- Los Melonares
- Hueznar
5.2.2 Coordinación con la observación satelital¶
Se prioriza la sincronización del muestreo con el paso de satélites de observación, principalmente:
- Sentinel-2
Esta coordinación permite: - Maximizar la coincidencia temporal satélite–campo. - Reducir incertidumbres en la validación. - Mejorar los análisis de correlación entre fuentes.
Una planificación temporal inadecuada puede limitar significativamente el valor del muestreo para el análisis conjunto.
5.2.3 Preparación logística¶
Antes de cada campaña se comprueba:
- Estado y disponibilidad de la embarcación.
- Funcionamiento y calibración de los equipos de medición.
- Material necesario para la toma y conservación de muestras.
- Permisos, accesos y condiciones de seguridad.
5.3 Geolocalización, condiciones previas y parámetros medidos¶
5.3.1 Geolocalización y posicionamiento¶
- Determinación del punto exacto mediante GPS.
- Uso de ecosonda para localizar la zona de máxima profundidad.
- Registro previo de:
- Coordenadas UTM.
- Huso correspondiente.
- Fecha y hora exactas.
Este procedimiento garantiza la repetibilidad espacial y el emparejamiento posterior con píxeles satelitales.
5.3.2 Condiciones previas al muestreo¶
Una vez fondeada la embarcación:
- Se espera un mínimo de 15 minutos antes de iniciar las mediciones.
- Se permite la estabilización del sistema acuático.
- Se minimiza la perturbación inducida por la navegación.
Previamente se revisan y calibran sondas y sensores siguiendo protocolos establecidos.
5.3.3 Parámetros físicos¶
- Transparencia del agua mediante Disco de Secchi.
- Estimación del espesor de la zona fótica:
\( Z_{fótica} = 2,5 \times Z_{Secchi} \)
- Temperatura superficial.
- Observaciones visuales del estado del embalse.
5.3.4 Parámetros fisicoquímicos superficiales (0–0,5 m)¶
- pH
- Conductividad eléctrica (µS/cm)
- Oxígeno disuelto (mg/L y % saturación)
- Turbidez
- Clorofila-a
- Ficocianina
Estos parámetros actúan como indicadores de: - Productividad primaria. - Presencia potencial de cianobacterias.
5.3.5 Parámetros analizados en laboratorio¶
A partir de muestras puntuales se analizan variables como:
- Clorofila-a total (µg/L)
- Sólidos en suspensión totales (mg/L)
- Otros parámetros específicos según campaña
5.4 Toma de muestras, control de calidad y limitaciones¶
5.4.1 Procedimiento de toma de muestras¶
- Uso de botella Van Dorn.
- Extracción de agua superficial (0–0,5 m).
- División de la muestra en alícuotas según análisis requeridos.
Las muestras se: - Transportan en recipientes opacos. - Conservan refrigeradas a 4 ºC. - Analizan en el menor tiempo posible.
5.4.2 Control de calidad y trazabilidad¶
Durante cada muestreo se documenta:
- Coordenadas, fecha y hora.
- Condiciones meteorológicas.
- Equipos utilizados y calibraciones realizadas.
- Procedimientos aplicados.
Este registro garantiza la trazabilidad, coherencia y reproducibilidad de los datos.
5.4.3 Limitaciones del muestreo en campo¶
A pesar de su precisión, los muestreos presentan limitaciones inherentes:
- Cobertura espacial reducida.
- Representatividad limitada frente a la heterogeneidad del embalse.
- Influencia de condiciones puntuales (viento, oleaje, nubosidad).
Estas limitaciones justifican la necesidad de integrar los datos de campo con información satelital.
5.5 Integración de los datos de campo en el sistema¶
Los datos de campo se integran mediante:
- Asociación a un embalse y fecha concretos.
- Emparejamiento espacial con píxeles satelitales.
- Almacenamiento estructurado para análisis posteriores.
Esta integración permite:
- Estudios de correlación satélite–campo.
- Evaluación del comportamiento de algoritmos.
- Interpretación fundamentada de los resultados del WebGIS.
5.6 Importancia para la validación y la correlación¶
Los muestreos en campo constituyen la base para:
- Validar productos satelitales.
- Analizar la fiabilidad de las estimaciones.
- Comparar sensores y algoritmos.
- Justificar la confianza en los resultados del sistema.
Sin una metodología de muestreo rigurosa y documentada, no sería posible evaluar objetivamente el rendimiento.
5.7 Ejemplo de Resultados de variables físico-químicas – Muestra discreta¶
Embalse: Puente Nuevo
Fecha de muestreo: 10/05/2024
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Temperatura del agua (ºC) | 22,1 |
| pH (u de pH) | 8,07 |
| Conductividad eléctrica a 20 ºC (µS/cm) | 371 |
| Oxígeno disuelto (mg O₂/L) | 8,68 |
| Saturación de oxígeno (%) | 99,1 |
| Concentración de clorofila-a in situ (µg/L) | 1,49 |
| Concentración de ficocianina in situ (µg/L) | \< 1 (0,07) |
| Transparencia (m) | 4,26 |
| Sólidos en suspensión (mg/L) | \< 15 (7) |
| Concentración de clorofila-a total (µg/L) | 2,09 |
Nota:
Cuando el resultado es mayor o menor que el rango de acreditación o rango de trabajo, el valor estimado se indica entre paréntesis.
LD: límite de detección.
Tabla: Ejemplo de resultados de variables físico-químicas en el embalse de Puente Nuevo.
5.8 Ideas clave del apartado¶
- Los muestreos en campo aportan medidas directas, fiables y trazables.
- Su planificación debe coordinarse con la observación satelital.
- Los parámetros medidos cubren aspectos físicos, fisicoquímicos y biológicos.
- Presentan limitaciones que deben ser consideradas en la interpretación.
- Son esenciales para la validación y correlación.