En la ciudad de São Paulo, Brasil, el río Tietê está contaminado por una gran cantidad de desechos, principalmente aguas residuales domésticas, pero cuanto más se adentra en el interior, cuanto mejor se vuelve la calidad de su agua. Es mucho menos turbio en Barra Bonita, 294 km de São Paulo, y transparente en Buritama (546 km).

Un estudio realizado por investigadores brasileños de la Universidad Estatal de São Paulo (UNESP) en Presidente Prudente y São José dos Campos muestra que este cambio en la calidad del agua a medida que el río cruza el estado se debe a la filtración de una serie de presas en el camino. El 1, 100 km Tietê se eleva cerca de la costa, pasa por la capital del estado y fluye hacia la frontera occidental de São Paulo, donde se une al Paraná, un afluente del Plata. El embalse de Barra Bonita retiene parte de las algas que se alimentan de nitrógeno y fósforo en las aguas residuales. Con menos de estos organismos, el río fluye a través de las turbinas y hasta el siguiente conjunto de presas, donde se vuelve a filtrar.

Como muestra el estudio, La filtración del Tietê por esta serie de presas permite más luz en el agua, que se oxigena y convierte más materia orgánica de contaminantes en materia inorgánica, eventualmente volviéndose transparente. Los resultados fueron publicados en la revista Agua .

"Demostramos que la calidad del agua de Tietê mejora constantemente gracias a esta cascada de embalses, con la exposición a la contaminación de las aguas residuales domésticas disminuyendo a medida que el río se aleja de la capital del estado, "dijo Enner Herênio de Alcântara, profesor de la UNESP en São José dos Campos y uno de los autores del estudio.

"De un embalse a otro, la composición de la materia orgánica e inorgánica en el río cambia. Esto afecta la absorción de luz en cada depósito, "Dijo Alcântara.

Los investigadores analizaron las características de absorción de luz del agua en cuatro de los seis embalses que componen la cascada de la presa Tietê:Barra Bonita, Bariri, Ibitinga y Nova-Avanhandava. Estos embalses representan más del 90 por ciento de la energía hidroeléctrica generada por la cascada.

La composición química y la turbidez varían según el tipo de contaminación. Barra Bonita y Bariri son eutróficas, llenas de algas, hipóxico y turbio. Ibitinga (349 km de la ciudad de São Paulo) es mesotrófica, albergando una cantidad media de vegetación y con agua moderadamente clara. El embalse de Nova-Avanhandava en Buritama es oligotrófico, con baja producción de algas y agua transparente.

Los investigadores analizaron muestras de agua recolectadas durante el trabajo de campo para medir los niveles de materia particulada orgánica e inorgánica.

Sus hallazgos muestran que el embalse de Barra Bonita contiene un gran volumen de algas (fitoplancton), mientras que los altos niveles de carbono orgánico disuelto son característicos de Bariri e Ibitinga. Estos dos reservorios también mostraron una alta variabilidad de la composición de partículas entre orgánicos e inorgánicos dentro de un año determinado, dependiendo del período, de acuerdo con los cambios en la absorción de luz medidos durante el análisis. La materia inorgánica (minerales y compuestos no carbonatados) predomina en la parte aguas abajo de Nova Avanhandava.

Estos materiales absorben luz en diferentes longitudes de onda. La absorción varía en intensidad dependiendo de la concentración de componentes ópticamente activos presentes en el agua. Además de absorber la luz, también lo esparcen. El equilibrio entre la cantidad de luz absorbida y la cantidad dispersada por estos materiales se refleja en las variaciones de color del agua del Tietê.

Fitoplancton, por ejemplo, absorber más energía en las longitudes de onda azul y roja, y mucho menos en el green, causando más dispersión en esta longitud de onda. Es por eso que el agua de los embalses con grandes cantidades de fitoplancton es de color verde oscuro, explicaron los investigadores.

"Descubrimos que la capacidad total de absorción de luz de los embalses reflejaba el nivel de contaminación con bastante precisión. El vigoroso crecimiento del fitoplancton debido a la eutrofización intensa interfirió más con la absorción de luz en los embalses más cercanos a São Paulo, por ejemplo, "Dijo Alcântara.

Monitoreo satelital

Los resultados del estudio contribuirán al desarrollo de nuevos modelos matemáticos y estadísticos que se pueden utilizar para estimar y monitorear la calidad del agua en el sistema de embalses en cascada Tietê a través de imágenes satelitales. Añadió Alcântara.

Debido a la variabilidad de la absorción de luz en estos depósitos, Aún no se ha desarrollado un modelo matemático para asegurar una medición precisa de los parámetros de calidad del agua para todo el sistema.

"Los embalses contienen altos niveles de contaminación, con gran cantidad de plantas acuáticas, por ejemplo, por lo que las señales registradas por el sensor en Landsat-8 en el espacio se saturan. Como resultado, el modelo eventualmente falla y proporciona información incorrecta, " él explicó.

Landsat-8 es el octavo satélite del programa de observación de la Tierra Landsat de NASA-USGS, y el séptimo en alcanzar la órbita con éxito. El sensor incorporado para su Operational Land Imager (OLI) le permite grabar imágenes en diferentes longitudes de onda.

Los materiales orgánicos e inorgánicos presentes en o cerca de la superficie del depósito reflejan la radiación solar de regreso al sensor en longitudes de onda específicas. Como resultado, su distribución en el embalse se puede estimar utilizando estas imágenes.

Cuando se aplica el modelo matemático de variaciones en la absorción de luz a los parámetros de reflectancia superficial obtenidos de las imágenes, es posible estimar los niveles de materia orgánica e inorgánica en el agua, y de ahí su transparencia.

"El programa Landsat ha producido imágenes desde la década de 1970. Una vez que hemos validado el modelo matemático desarrollado por nuestro grupo, podremos obtener indicadores de calidad del agua para todo el sistema de embalses de Tietê en los últimos 40 años aproximadamente, "Dijo Alcântara.

"Sobre esta base se podrá comprender el proceso de deterioro de la calidad del agua del Tietê durante las últimas décadas".